Монооксид углерода – химическое соединение, состоящие из одного атома углерода и одного атома кислорода. Химическая формула СО. Так же имеет тривиальное название «угарный газ».

Угарный газ и его токсичные свойства известны человечеству с давних времен: о вреде вдыхания дыма писали еще Аристотель и Гален.

Официально же, монооксид углерода был открыт и описан французским химиком Жаком де Лассоном в 1776 году путем нагревания оксида цинка в присутствии угля.

В нормальных условиях монооксид углерода представляет собой бесцветный газ без вкуса и запаха. Он кипит при -191.5 С, а кристаллизуется при -205. Он легче воздуха, поэтому имеет свойство подниматься вверх.

В природе угарный газ встречается часто, но, в норме, в небольших концентрациях.

Во-первых, он входит в состав земной атмосферы, где его доля составляет 10%, а естественный уровень содержания - 0,01-0,9 мг/м³.

Во-вторых, его активно выделяют многие живые существа, например, из поверхностных слоев мирового океана в атмосферу поступает ежегодно 220 миллионов тон СО, который образуется в ходе фоторазложения фитопланктона, и как продукт его жизнедеятельности.

В-третьих, большое количество монооксида углерода выбрасывается вулканами и при лесных пожарах. Особенно много угарного газа образуется при подземном горении и тлении торфяников, так как в этих условиях кислорода недостаточно, и органика не в состоянии окислиться в достаточной мере, чтобы образовать углекислый газ (СО2), то на выходе получается много угарного газа (СО).

Так обстоят дела с угарным газом на Земле, но в межзвездном пространстве ситуация иная. Здесь СО – вторая по распространенности молекула после водорода в межзвездной среде. Он играет важную роль в формировании газовых облаков, из которых возникают новые звезды. Его спектральные характеристики хорошо изучены и используются астрономами для поиска и идентификации, так называемых, «звездных яслей» - массивных газопылевых скоплений.

Гораздо больше СО, чем естественные, в атмосферу выбрасывают антропогенные источники. Средний металлургический комбинат при выплавке 1 млн тонн стали выделяет 320-440 тонн угарного газа. Много его вырабатывается на предприятиях нефтяной промышленности и химических заводах, занятых в таких процессах, как крекинг нефти, производство формалина, аммиака и углеводородов. Высока концентрация угарного газа в угольных шахтах и углеподающих трассах. Колоссальное количество монооксида углерода получается при неполном сгорании ископаемого топлива в доменных печах и двигателях внутреннего сгорания. Суммарно за год техносфера выбрасывает в окружающую среду 350-600 млн тонн угарного газа (что в 1.5-3 раза больше, чем весь океанский планктон планеты, вместе взятый), причем 52-62% из этого количества приходится на долю выхлопных газов автомобилей. (В прошлом, а конкретно в XIX веке пальма первенства по выбросам СО была за уличным освещением – для фонарей применялся т.н. «светильный газ» - смесь СО с О2, азотом и водородом. Доля угарного газа в этой смеси составляла 45%.)

Ежегодно техносфера выбрасывает в окружающую среду колоссальное количество угарного газа

Это весьма удручающие цифры, если принять во внимание высокую токсичность угарного газа для человека и животных.

Попадая в кровь через дыхательные пути, угарный газ связывается с такими важными для дыхания белками, как гемоглобин и его производные, благодаря своему сходству по электрохимическим параметрам с молекулой кислорода О2. Но, в отличие от молекулярного кислорода, СО образует гораздо более прочную химическую связь с гемоглобином, формируя вместо оксигемоглобина карбоксигемоглобин. И эта связь слабо обратима: гемоглобин не может самостоятельно «сбросить» молекулу угарного газа, как это бы произошло с кислородом. Таким образом, монооксид углерода «забивает» гемоглобин собой, выводя этот важнейший для поддержания жизни белок из строя. Начинается кислородное голодание, которое за несколько часов при высокой концентрации СО в воздухе приводит к смерти. Учитывая, что угарный газ не имеет запаха, его утечка чрезвычайно опасна.

Симптомы отравления угарным газом:

·Головная боль.

·Головокружение.

·Шум в ушах.

·Отдышка.

·Ускоренный пульс.

·Мерцание перед глазами, появляются иллюзорные светящиеся «нити» и вспышки.

·Покраснение лица.

·Общая слабость.

·Тошнота.

·Рвота.

·Судороги.

·Потеря сознания.

Далее следует кома и смерть от угнетения работы центров дыхания и сердцебиение в головном мозге. Концентрации в 0.1% СО в воздухе хватает, чтобы взрослый человек умер в течение часа.

Первая помощь при отравлении угарным газом:

·Вынести пострадавшего на свежий воздух.

·Обеспечить искусственную вентиляцию легких.

·Ввести под кожу кофеин или лобелин.

·Внутривенно вводится препарат карбоксилазы, фермента, облегчающего процесс освобождения гемоглобина от молекул СО.

·Внутримышечно ввести ацизол.

Если отравление легкое, то достаточно просто выйти на свежий воздух и хорошо отдышаться.

Отравиться угарным газом можно в следующих случаях:

·Если оставить заведенный автомобиль в гараже с плохой вентиляцией.

·Слишком рано закрыть заслонку дымохода в помещении, которое отапливается печью. То же относится и к каминам.

·Если при пожаре не покинуть здание вовремя. Угарный газ будет накапливаться и подниматься вверх.

·Если где-то рядом произошел взрыв запасов взрывчатки, зачастую при этом образуются продукты, которые содержат до 60% угарного газа. Например, это происходит при взрыве тротила.

·Если надышаться парами метиленхлорида, который добавляют в лаки и краски. Метиленхлорид преобразуется печенью, и один из продуктов –угарный газ, который, в таком случае, поступит сразу же в кровоток через воротную вену печени- один из крупнейших сосудов организма.

Высокий уровень токсичности угарного газа подтверждается тем, что во времена Второй Мировой, его использовали для ликвидации военнопленных в так называемых «газенвагенах» или, если использовать оригинальную немецкую транскрипцию «газ-вагенах». Такая установка представляла собой обычный фургон с герметичным кузовом, работавший на генераторном газе. Мотор, по свидетельствам механиков, обслуживавших и ремонтировавших газенвагены, имел несколько дополнительных патрубков, по которым выхлопные газы подавались в кузов через забранное сеткой отверстие в полу. Таким образом люди погибали от удушения и интоксикации выхлопными газами, в которых 16-20% составлял именно угарный газ. Смерть наступала за 20-30 минут.

Как ни странно, не смотря на свою высокую токсичность и вредные последствия для при контакте, СО имеет ряд важных биологических функций.

Он в норме вырабатывается рядом клеток тела и имеет большое значение как сигнальная молекула. Например, с его помощью регулируется тонус сосудов: выделение угарного газа в районе синапсов нервных окончаний передает ряд специфических сигналов, необходимых для контроля кровяного давления и интенсивности кровоснабжения тканей. Нарушения его естественного обмена сейчас связывают с различными нейродегенеративными и сердечно-сосудистыми заболеваниями, такими как атеросклероз, гипертония и сердечная недостаточность.

Кроме того, монооксид углерода играет очень важную роль в процессе образовании новых кровеносных сосудов – ангиогенезе.

 Недавно было показано, что он важен так же и для нормальной работы нейронов, отвечающих за долгосрочную память. Оказалось, что такие нейроны в ответ на переданный им сигнал, выделяют небольшое количество угарного газа, сообщая таким образом адресату, что они готовы принимать сигналы и дальше, что, в свою очередь, повышает активность клетки, передавшей им сигнал и закрепляя данный нервный контур.

Кроме того, эндогенный угарный газ регулирует процессы свертывания крови и выступает в качестве ингибитора воспалительной реакции.

 Интересно, что если человека поместить в атмосферу, начисто лишенную СО, то это соединение начнет производиться специальными ферментами, такими как гемоксигеназа. Что еще раз подтверждает необходимость наличия угарного газа в организме для нормальной регуляции процессов жизнедеятельности.

Вполне возможно, что дальнейшие исследования роли эндогенного угарного газа в организме помогут бороться с такими серьезными заболеваниями, как ишемическая болезнь сердца, некоторые виды рака (многие опухоли зависят от формирования сосудистой сети внутри патологического очага, а манипуляции с СО могут помочь снизить скорость образования сосудов или вовсе ее остановить), атеросклероз и гипертония.

Монооксид углерода, кроме своего существенного биологического значения, имеет и еще ряд полезных применений в технологии.

Во-первых, СО является промежуточным реагентом в реакциях с водородом, которые используются для получения таких важных для промышленности веществ, как органические спирты, этилен, полиэтилен и другие неразветвленные углероды. Эта сфера охватывает любые области, где требуется синтетическое топливо, спиртовые растворители или упаковочные материалы.

Во-вторых, как уже было сказано выше, угарный газ – основной компонент генераторного газа, на котором работают газогенераторные автомобильные двигатели.

Яркий пример использования угарного газа - автомобили с газогенераторными двигателями

В-третьих, монооксид углерода важен для пищевой промышленности, где им обрабатывают мясо животных и рыбы, придавая им ярко-красный цвет и сохраняя свежесть, без потери вкуса и вредных побочных эффектов.

Таким образом можно сделать вывод, что СО – газ значимый в самых различных областях и процессах: от металлургии до медицины, от работы долгосрочной памяти до звездообразования. Тем не менее не следует забывать о его высокой токсичности. Если Вы работаете на предприятии, где угарный газ применяется на производстве или является его побочным продуктом – позаботьтесь о том, чтобы рабочие помещения были оборудованы специализированными газоанализаторами для выявления и измерения СО! От этого зависит Ваша жизнь и Ваше здоровье!

Высокоточный газоанализатор BW GasAlertExtreme CO, предназначен специально для обнаружения угарного газа

Компания "Интеллектуальные промышленные системы" предлагает широкий выбор моделей газоанализаторов, приспособленных для обнаружения угарного газа (CO) в жилых помещениях и на рабочем месте.