В промышленной экологии часто приходится иметь дело с веществами, которые не видно и не слышно — но они могут быть смертельно опасны. Один из таких «невидимых» загрязнителей — оксид углерода (СО), или угарный газ. Это бесцветный и не имеющий запаха газ, который даже в малых концентрациях может вызывать сонливость, головокружение и отравление, а в больших — привести к удушью и летальному исходу. Сегодня мы расскажем, что представляет собой CO, где он встречается, как его получают, и почему важно учитывать его контроль при проектировании систем экологического мониторинга.
Молекула угарного газа имеет линейную структуру, где между атомами углерода и кислорода образована тройная связь, включая донорно-акцепторную. В лабораторных условиях CO получают с помощью концентрированной серной кислоты, воздействующей на муравьиную или щавелевую кислоту. В промышленности угарный газ синтезируют в газогенераторах при пропускании воздуха через раскалённый уголь. Другой метод — паровая конверсия метана с образованием водорода и CO. Также существует способ неполного окисления метана, либо паровая конверсия угля.
Химические свойства
Химические свойства CO позволяют ему проявлять восстановительную активность.
- Газ горит в кислородной среде синим пламенем, окисляется хлором с образованием ядовитого фосгена, взаимодействует с водородом с образованием синтез-газа, который применяют для получения метанола и других соединений.
- CO также вступает в реакции с щелочами под давлением с образованием формиатов, а при взаимодействии с оксидами металлов, например, железа, меди и никеля, способен восстанавливать их до чистого металла. При окислении сильными окислителями, такими как пероксид натрия, превращается в углекислый газ или карбонаты.
Угарный газ очень ядовит. Он не имеет запаха, поэтому его сложно обнаружить без приборов. Слабо растворим в воде. Реагирует с кислородом до углекислого газа (CO₂).
Источники и применение
В природе угарный газ образуется в результате вулканической активности, лесных и степных пожаров, выделяется автомобилями, а также при горении органического топлива. В атмосфере он участвует в формировании фотохимического смога.
Промышленное применение CO широко распространено — от использования в качестве топлива до химического синтеза углеводородов, спиртов и углеродных нанотрубок.
Источники CO:
- выхлопные газы автомобилей,
- неполадки в работе газового оборудования,
- неочищенные дымоходы,
- закрытые гаражи с работающим двигателем.
Всё это делает угарный газ особенно опасным в быту и на производстве.
Какое влияние оказывает на человека
Главная опасность угарного газа для человека заключается в его способности связываться с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин. Это соединение блокирует перенос кислорода к тканям и органам, вызывая гипоксию. Симптомы отравления неспецифичны и варьируются от головокружения и головной боли до потери сознания и смерти. По степени отравления выделяют три группы:
1. Лёгкая — головная боль, шум в ушах, головокружение, сонливость, слабость и усталость, тошнота и рвота, ощущение нехватки воздуха, кашель.
2. Средняя — выраженная мышечная слабость, сильная головная боль, учащённое сердцебиение, одышка, спутанность сознания, дезориентация в пространстве и времени, нарушение координации движений.
3. Тяжёлая — потеря сознания, судороги, сопор, повышение температуры тела, синеватый оттенок кожи, падение артериального давления, остановка дыхания, остановка сердца.
При отравлении важна немедленная первая помощь: вынос пострадавшего на свежий воздух, обеспечение свободного дыхания, вызов скорой помощи. Профилактика сводится к соблюдению правил эксплуатации отопительных и газовых приборов, вентиляции и регулярному контролю состояния оборудования.
Диагностика, мониторинг и контроль содержания CO в выбросах — важная задача при реализации экологических проектов. Мы проектируем решения, которые позволяют отслеживать уровень загрязнений, в том числе и СО, предотвращать риски и соответствовать нормативным требованиям.
Подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропустить новые статьи по промышленной экологии и системам мониторинга. Мы делаем сложные процессы понятными и наглядными.