Что будет если азота в воздухе станет больше
Это вещество для климата Земли в 300 раз опаснее, чем CO2
Читайте нас в Google Новости
Для климата окись азота (N2O) примерно в 300 раз опаснее, чем двуокись углерода. А всё потому, что он остаётся в атмосфере почти 120 лет. И несмотря на то что существует лишь в виде неких следов, при этом он обладает очень сильным парниковым эффектом и вносит непропорциональный вклад в антропогенное изменение климата. По различным оценкам, концентрация закиси азота в атмосфере сегодня уже примерно на 20% выше, чем она отмечалась в доиндустриальную эпоху. А в последние десятилетия рост концентрации заметно ускорился вследствие развития и распространения различных видов антропогенной деятельности. В целом же мировые выбросы N2O в 2016 году были примерно на 10% выше, чем в 1980-х годах. Новое международное исследование, координируемое учёными из Обернского университета в Алабаме (США), представляет наиболее полную на сегодняшний день оценку всех источников закиси азота и выбросов N2O из сточных вод.
Повышение концентрации закиси азота в атмосфере в основном вызвано использованием азотсодержащих удобрений. В их число входят как синтетические удобрения, так и органические удобрения, содержащиеся в экскрементах животных, — сказала исследовательница экосистем из Технологического института Карлсруэ Альмут Арнет.
По её словам, только с 2007-го по 2016 год сельскохозяйственное производство в странах мира вызвало к жизни около 70% глобального антропогенного увеличения выбросов N2O (начиная с 1980-х годов). По мере роста глобального спроса на продукты питания и корма глобальная концентрация N2O будет и дальше увеличиваться, а значит и способствовать глобальному потеплению, опасаются исследователи.
Согласно наблюдениям, концентрации антропогенных выбросов закиси азота наиболее высоки сегодня в Восточной и Южной Азии, в Африке и Южной Америке. Особенно ощутим их рост в странах с «пороговым уровнем»,в таких как Китай, Индия и Бразилия, где объёмы выращивания сельскохозяйственных культур и животноводство заметно возрастают. В Европе же, напротив, антропогенные выбросы N2O снизились как в сельском хозяйстве, так и в химической промышленности. Учёные объясняют это снижение различными стимулами и мерами защиты.
Добавить наши новости в избранные источники
Воздух, которым мы дышим, почти на 80 процентов состоит из азота. Тем не менее, химически активного азота в окружающей среде не так уж много, а его избыток приводит к заметным сдвигам экологического равновесия.
Атмосфера Земли более чем на три четверти состоит из азота. Казалось бы, какая опасность для окружающей среды может от него исходить? Однако дело в том, что если элементарный азот химически чрезвычайно инертен, то различные его соединения, напротив, проявляют весьма высокую реакционную активность.
В то же время азот является элементом, без которого существование животных и растений невозможно: он входит в состав всех нуклеиновых кислот, белков, хлорофилла и так далее. Однако связывать элементарный атмосферный азот высшие растения и животные не могут. В усваиваемую ими форму молекулы азота переводят определенные виды микроорганизмов.
Однако с конца 19 века все заметнее становится влияние деятельности человека на эти процессы. В окружающую среду попадает все больше азотистых соединений: нитраты вносятся в почву в качестве искусственных минеральных удобрений, оксиды выбрасываются в атмосферу при сжигании ископаемых углеводородов, аммиак выделяется стадами коров, свиней, овец и прочих сельскохозяйственных животных.
Первая экспертная оценка
Ученый поясняет: «Это связано, прежде всего, с тем, что до сих пор не вполне понятно, как соотносить экологические факторы с экономическими. Очень трудно предложить денежный эквивалент, например, исчезновению какого-то вида растений или уменьшению продолжительности жизни вследствие загрязнения воздуха. Поэтому названные нами цифры носят очень приблизительный характер, а столь значительный разброс лишний раз это подчеркивает».
Сколько эффектов, столько и методик
Скажем, оценка ущерба, причиняемого здоровью оксидами азота в выхлопных газах, основывается на результатах опроса, в ходе которых респонденты сообщили, сколько они были бы готов заплатить, чтобы предотвратить этот ущерб. Каждый эффект, вызываемый избытком азота, оценивался по своей методике. Несмотря на такую приблизительность результатов, непричастные к этому исследованию специалисты отзываются о нем очень высоко.
В частности, американец Джеймс Геллоуэй (James N. Galloway), профессор Вирджинского университета в Шарлотсвилле, вот уже 30 лет занимающийся азотом, говорит: «Это великолепная работа. Это первое крупное региональное исследование, оценивающее не только биогеохимические аспекты круговорота азота, но и их воздействие на благополучие всего общества. Пусть даже конкретные цифры не вполне точны, важно, что первый шаг в нужном направлении сделан. Кроме того, этот документ и в нынешнем виде может послужить серьезным подспорьем для политиков при принятии решений».
Если бы все европейцы были вегетарианцами
Может показаться странным, что такое исследование не было проведено раньше, однако это объясняется сложностью процессов круговорота азота. Скажем, оксиды азота загрязняют атмосферу и вызывают кислотные дожди. Пролившись на лес, такой дождь служит удобрением для тех или иных растений, нарушая видовое равновесие экосистемы. А попав в водоемы, азот способствует их эвтрофикации, то есть перенасыщению питательными веществами, и, соответственно, повышению биопродуктивности.
Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Дарья Брянцева
Почему в воздухе азота больше кислорода?
>Почему мы не вдыхаем азот?
Как не вдыхаем? Еще как вдыхаем. И точно так же выдыхаем.
>Почему мы не задыхаемся, если азота больше?
Потому что мы приспособились именно к существующему парциальному давлению кислорода. Причем еще и адаптируемся к нему в весьма широких пределах.
Я как-то провел недели 3 на высоте 2км и более и прекрасно себя чувствовал. А потом спустился примерно на уровень моря, и, несмотря на то, что кислорода стало как бы даже больше, пару дней конкретно задыхался, пока снова не привык. Такие дела.
А чистый кислород за несколько часов сожжет тебе легкие.
Воздух состоит из азота 78.08 %, кислорода 20.94%, и малой части аргона, воды, водорода и углекислого газа. Такая концентрация кислорода в воздухе идеальна для нас. Если кислорода было бы больше в воздухе, то это вызвало бы у нас кислородное перенасыщение.
Полагают, что и в первичной атмосфере Земли азота не было. По-видимому, атмосфера нашей планеты состояла вначале из летучих веществ, образовавшихся в земных недрах: Н2, Н2O, СО2, СН4, NH3.
Свободный азот если и выходил наружу как продукт вулканической деятельности, то превращался в аммиак.
Но вот возникла жизнь. Именно жизнь запустила удивительнейший механизм фотосинтеза. Один из конечных продуктов этого процесса — свободный кислород стал активно соединяться с аммиаком, высвобождая молекулярный азот:
СО2 + 2H2O → НСОН + Н2О + О2;
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
Кислород и азот, как известно, в обычных условиях между собой не реагируют, что и позволило земному воздуху сохранить «статус кво» состава.
Новости
Время работы: с 10:00 до 21:00,
Выходной день: вторник
«Ретро-кафе»: в дни работы Планетария с 10:00 до 20:00.
Музей «Лунариум» временно закрыт
+7 (495) 221-76-90
АО «Планетарий» © 2017 г. Москва, ул.Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1
Элементы: азот – основной компонент воздуха
Азот – элемент необычный и противоречивый. Эти характеристики элемента № 7 Таблицы Менделеева отразились и в его названии. Великий французский химик Антуан Лавуазье в конце 18 века предложил назвать этот элемент азотом после того, как он далеко не первым выделил и исследовал не поддерживающую дыхания и горения часть воздуха, назвав её «азотом», что означает «безжизненный». Хотя позже выяснилось, что азот, наоборот, крайне необходим для всех живых существ. Тем не менее, термин «азот» укоренился в русском, французском, итальянском и турецком языках. В английском и других языках прижились производные от латинского nitrogenium – селитру рождающий. Открытие азота приписывают шотландскому ученому Даниелю Резерфорду после публикации в 1772 г. его диссертации «О так называемом фиксируемом и мефитическом воздухе».
Азот в жидком состоянии — бесцветная, подвижная, как вода, жидкость.
Слоистая дымка атмосферы Плутона, состоящей в основном из азота. Снимок КА «Новые горизонты» (НАСА), 2015 г.
Применение азота в промышленности обусловлено такими его свойствами, как инертность и низкая температура перехода в жидкое состояние. Поэтому азот и его соединения очень широко применяется в различных сферах деятельности: сельском хозяйстве, нефтегазовой, металлургической и горнодобывающей отраслях, пищевой и целлюлозно-бумажной промышленности, медицине и других областях.
1.3. Опасен ли азот?
Азотная асфиксия
При вдыхании азота, уже через 2-3 вдоха/выдоха концентрация кислорода в легких понизится до такой степени, что кислород начнет выходить из кровотока обратно в легкие и затем, с каждым выдохом человека, в атмосферу. Менее чем через 1 минуту после начала вдыхания азота парциальное давление кислорода в артериальной крови снизится до 50% от давления насыщения, а через 3 минуты оно упало бы до нуля.
При этом, неприятные ощущения, которые человек обычно испытывает при недостатке воздуха (например, при задержке дыхания), и которые вынуждают человека срочно восстановить для себя нормальный доступ воздуха, с физиологической точки зрения объясняются вовсе не недостатком кислорода, а избытком углекислого газа. Вдыхая вместо воздуха азот, человек, тем не менее, продолжает выдыхать еще остающийся в крови углекислый газ, и, соответственно, организм не зафиксирует ни роста концентрации углекислого газа, ни связанных с этим ростом мучительных ощущений.
В общем, можно выделить следующие этапы развития симптомов гипоксии в зависимости от содержания кислорода во вдыхаемом воздухе (следует заметить, что ниже приведены симптомы, наступающие через разное время; в ситуации азотной асфиксии есть высокая вероятность того, что потеря сознания наступит раньше, чем проявятся эти симптомы или пострадавший успеет осмыслить их значение; по публикации Ассоциации по сжатым газам, Compressed Gas Association, 2001):
20,9% → нормальное самочувствие
19,0% → некоторые физиологические эффекты, не заметные самому пострадавшему
16,0% → тахикардия, учащенное дыхание, легкая спутанность сознания, пониженная координация
14,0% → ощущение усталости, сниженное настроение, сильные нарушения координации, спутанность сознания
12,5% → тошнота, рвота, сильная спутанность сознания и потеря координации, затрудненное дыхание
10,0% → потеря возможности двигаться, потеря сознания, судороги, смерть
Итак, при отсутствии ощущения удушья, человек все-таки может заметить симптомы гипоксии: головную боль, головокружение, тошноту, усталость или, иногда, легкую эйфорию. Однако, само появление этих симптомов, а также их интенсивность и длительность их до момента потери сознания зависят от индивидуальных особенностей организма; более того, даже у одного и того же человека гипоксия может сопровождаться этими симптомами не каждый раз. Таким образом, возможна и внезапная, без каких-либо «предвестников», потеря сознания. Вслед за потерей сознания, если человек продолжает находиться в атмосфере, насыщенной азотом, в течение минут можно ожидать клинической, а затем и биологической смерти.
Летальные случаи асфиксии азотом
Смертельные случаи удушья от азота не редки. По данным американской правительственной Комиссии по химической безопасности и расследованию несчастных случаев, за период с 1992 по 2002 год в США было зафиксировано 80 смертей от удушья азотом на промышленных предприятиях, а также в медицинских и научных учреждениях. Поиск в российских поисковых системах позволяет найти многократные упоминания о подобных несчастных случаях, произошедших и в России.
Как и можно было бы предположить, бóльшая часть смертельных случаев азотной асфиксии происходят в закрытых пространствах без адекватной вентиляции. Наоборот, как это ни странно, значительная часть случаев произошла в результате ошибочного использования азота вместо сжатого воздуха: например, рабочий ошибочно использовал азот для продувки оборудования в закрытом помещении малого объема. Не ожидая создания азотной газовой среды и не заметив ее, рабочий погиб; его коллега, пытаясь спасти его, также погиб.
В другом случае, трое рабочих осуществляли очистку внутренних фильтров в резервуаре хранения водорода. Перед этим, резервуар был продут азотом. Один из рабочих поднялся на техническом лифте к верхней части резервуара, оборудованной люком, и в процессе выполнения работ частично перегнулся внутрь резервуара. Через некоторое время его коллеги заметили, что рабочий не реагирует на обращения к нему; оказалось, что он был без сознания; позднее он скончался.
Похожий случай с тройным смертельным исходом произошел при проведении работ в покрасочной камере, которая перед этим была по ошибке продута вместо сжатого воздуха азотом.
Еще один случай произошел при попытке рабочего подрядчика использовать пневматический отбойный молоток для откалывания отложений с печи на алюминиевом заводе. Обнаружив 2 магистральные линии со сжатым газом, одну с маркировкой «природный газ», а другую с присоединенным к ней старым куском картона с надписью «воздух», рабочий присоединил шланги от этой линии к молотку и к своему респиратору. В ненадлежащим образом промаркированной магистрали содержался азот, и рабочий задохнулся.
Азотные установки и опасность асфиксии
Линии производства азота могут представлять опасность сразу в нескольких отношениях: как оборудование, работающее под давлением, как электрооборудование, а также и как оборудование, производящее азот. При проектировании и строительстве помещений для линий, монтаже, эксплуатации и оборудовании оборудования надлежит руководствоваться, в том числе, требованиями ПБ 11-544-03 «Правил безопасности при производстве и потреблении продуктов разделения воздуха» 
[скачать], а также, конечно, и требованиями других актуальных Правил и иных утвержденных Госгортехнадзором и другими полномочными государственными органами документов, инструкций на оборудование и, наконец, здравым смыслом.
Кстати можно отметить, что, к счастью, непосредственная опасность азотной асфиксии, представляемая установками по производству азота как адсорбционного, так и мембранного типа, часто несколько нивелируется следующими фактами:
Во-первых, газовый отход, то есть несколько обогащенный кислородом воздух, обычно сбрасывается в атмосферу прямо с самого генератора азота. Поэтому, возможные утечки азота как из самой установки, так и из трубопроводов и азотных ресиверов-накопителей вблизи от установки не представляют собой опасности за исключением случаев сброса большого количества азота за малое время. Обычно же, азот, вышедший из генератора в атмосферу из-за утечки, просто смешается с газовым отходом, выходящим в атмосферу постоянно при работе установки, и в сумме они дадут просто воздух нормального состава (точнее, более вероятно в этом случае, наоборот, повышенное содержание кислорода, а не азота).
Во-вторых, мощным фактором безопасности является размещенный поблизости от установки воздушный компрессор (конечно, тогда, когда он размещен поблизости), забирающий воздух из помещения, и особенно с воздушным охлаждением. Забор воздуха на охлаждение теплообменников таким компрессором будет на порядки превышать объемную производительность генератора азота, который снабжается сжатым воздухом от этого компрессора. Если компрессор оснащен коробом отвода нагретого воздуха охлаждения, то тогда даже в случае массивной утечки азота она будет очень быстро ликвидирована забором воздуха охлаждения компрессором. Но даже если компрессор и не оборудован отводным коробом, то движение воздушных масс создаваемое его вентилятором, а также и забор им воздуха на сжатие будут значительно способствовать делокализации утечки.