Книга по химии для домашнего чтения
Шрифт:
7.4. СТРАШНЫЙ БЕНЗПИРЕН
В последние 10–15 лет число заболеваний раком легких приблизилось к числу заболеваний раком желудка.
Считают, что вероятность заболевания раком легких на 70–80% зависит от внешней среды, от увеличения в воздухе канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, и прежде всего одного из наиболее опасных канцерогенов — бензпирена.
Бензпирен образует светло-желтые кристаллы. Попадание нескольких капель его спиртового раствора на кожу мыши вызывает в течение
7.5. КАК ДЫШИТ ВОДОЛАЗ?
Известно, что водолазы-аквалангисты, выполняя работы на большой глубине, дышат не сжатым воздухом и не чистым кислородом, а кислородно-гелиевой смесью. Почему?
Газы, которые служат для обеспечения дыхания, при росте давления изменяют свою биологическую активность, причем каждый газ проявляет новые свойства, часто вредные для организма. Наш организм нуждается в постоянном притоке кислорода. Если содержание O2 при обычном давлении ниже 16%, то наступает явление кислородного голодания, вызывающего внезапную потерю сознания. Если же дышать чистым O2, то через двое-трое суток даже у совершенно здоровых людей наступает отек легких. При увеличении давления это явление наступает гораздо раньше: уже примерно через два часа на глубине 10–15 м при дыхании чистым кислородом могут наступить судороги, полная потеря сознания. Поэтому по мере увеличения глубины и, следовательно, степени сжатия вдыхаемого воздуха содержание в нем кислорода должно снижаться. Например, на глубине 100 м во вдыхаемой смеси допускается не более 2–6% O2, а на глубине 200 м — всего 1–3% O2. Весь остальной объем смеси занимает газ-разбавитель. В земной атмосфере таким газом-разбавителем служит азот. При нормальном давлении он инертен к нашему организму. Однако при погружении водолаза на глубину 40–60 м азот вызывает у человека «азотный наркоз», сходный с алкогольным опьянением (см. 7.9): нарушение критического мышления, беззаботное отношение к собственной безопасности, веселое настроение. Были случаи, когда подобное азотное опьянение приводило к гибели водолаза.
Хорошим разбавителем кислорода оказался гелий He — химически инертный газ, не имеющий ни вкуса, ни цвета, ни запаха. Гелий безвреден для человека и не вызывает при большом давлении наркотических явлений. Впрочем, есть у гелия один изъян: сжатый гелий делает человеческую речь неразборчивой, похожей на паническое утиное кряканье. Кроме того, гелий из-за высокой теплопроводности при резких движениях гидронавтов в подводном доме может вызвать переохлаждение тела (см. 5.83).
7.6. ВДОХ И ВЫДОХ
Мы более или менее точно знаем, что вдыхает человек. А что он выдыхает?
В составе выдыхаемого человеком воздуха кроме диоксида углерода CO2, азота N2 и неизрасходованного кислорода O2 присутствуют в небольшом количестве вещества, образовавшиеся в результате сложных биохимических реакций, протекающих в нашем организме: углеводороды, спирты, аммиак NH3, муравьиная HCOOH и уксусная CH3COOH кислоты, формальдегид HCHO и даже ацетон (CH3)2CO. На высоте 10 км в сильно разреженном воздухе в выдыхаемом газе резко возрастают концентрации аммиака, аминов, фенола C6H5OH, ацетона и даже появляется сероводород H2S.
7.7.
На живые организмы токсическое воздействие оказывает не молекулярный кислород O2, а его производные: озон O3, возбужденные молекулы кислорода O*2, радикал гидроксил ОН (см. 3.53), атомарный кислород О, радикал гидропероксид HO2, ион-радикал надпероксид O2– .
Все эти частицы образуются в результате тех или иных фотохимических реакций. Например, диоксид азота NO2, входящий в состав выхлопных газов автотранспорта и газовых выбросов заводов, разлагается под действием света (h) на монооксид азота NO и атомарный кислород О, а последний с кислородом образует озон:
NO2 =h= NO + О; О + O2 = O3.
Диоксид азота, взаимодействуя с влагой воздуха, превращается в смесь двух кислот: азотной HNO3 и азотистой HNO2:
2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2.
Азотистая кислота под действием света выделяет гидроксил:
HNO2 =h= NO + O*.
Активные формы кислорода действуют на живые организмы и их биологические формы разрушительно. Кстати, теперь объясняют возникновение лучевой болезни образованием активных форм кислорода при разложении воды организма под действием ионизирующих излучений:
H2O =h= O*H + H+ + e– ; H2O + О*Н = H2O2 + H+ + e– ,
H2O2 =h= HO*2 + H+ + е– .
Очевидно, что встреча живого организма с активными формами кислорода, входящими, между прочим, в состав смога (см. 7.3), не сулит ему ничего хорошего.
7.8. ХУДОЙ ЗОНТИК
«Вся твоя маскировка —
30 метров озона!
Твои миги сосчитаны
Наведенным патроном.
30 метров озона —
Вся броня и защита…»
(А. Вознесенский, поэма «Оза», гл. III)
Надежно ли защищает озоновая оболочка Земли от смертоносного ультрафиолетового излучения все живое?
Толщина слоя озона O3 в стратосфере в 30 м — гипербола. Его распределение по высоте неравномерно. Наибольшая концентрация озона наблюдается на высоте 15–25 км. На этой высоте солнечная радиация (h) «дробит» молекулы кислорода O2 на атомы, которые и образуют озон: