Tlenek węgla - właściwości, źródła, zatrucia

Tlenek węgla CO

Nazwa zwyczajowa: czad
Nazwa systematyczna: tlenek węgla (II)

Jest to nieorganiczny związek chemiczny. Ma silne własności toksyczne. W naturze występuje w gazach kopalnianych. Ma zastosowanie
w wielu procesach przemysłowych.

Właściwości

1. Właściwości fizyczne:
- w temperaturze pokojowej bezbarwny, bezwonny i niedrażniący gaz
- trudno rozpuszczalny w wodzie

2. Właściwości chemiczne:
- palny (na powietrzu pali się niebieskim płomieniem tworząc dwutlenek węgla)
- ma właściwości redukujące
- z zasadami tworzy mrówczany, z amoniakiem formamid, a z chlorem tworzy fosgen

Szkodliwość

Toksyczne działanie tlenku węgla wynika z jego większego od tlenu powinowactwa do hemoglobiny, zawartej w erytrocytach krwi. Tworzy on połączenie zwane karboksyhemoglobiną, które jest trwalsze niż służąca do transportu tlenu z płuc do tkanek oksyhemoglobina (połączenie tlenu z hemoglobiną). Dochodzi więc do niedotlenienia tkanek, co w wielu przypadkach prowadzi do śmierci. Już wdychanie powietrza ze stężeniem 0,16% objętościowego CO, powoduje po dwóch godzinach zgon. O ile przy większych stężeniach (pow. 0,32%) pierwszymi objawami zatrucia jest silny ból głowy
i wymioty, to mniejsze stężenia powodują przy względnie krótkim wdychaniu jedynie słaby ból głowy i zapadanie w śpiączkę, jednak i te stężenia powodują po dłuższym kontakcie zgon.

Źródła

1. Źródła naturalne:
- erupcje wulkanów
- naturalne pożary roślinności
- w niewielkich ilościach jest produkowany w organizmach żywych

2. Źródła na skutek działania człowieka:
- większość wysokotemperaturowych procesów technologicznych, w których paliwem jest przede wszystkim węgiel i ropa naftowa (przemysł energetyczny, hutniczy, chemiczny)
- spaliny samochodowe (silniki wysokoprężne)
- spalanie odpadów komunalnych i rolniczych
- wadliwa instalacja grzewcza i wentylacyjna

Zatrucia

Zatrucie tlenkiem węgla (popularnie nazywane zaczadzeniem) jest najczęściej spotykanym zatruciem gazowym.
Stanowi 75% wszystkich zatruć samobójczych i od 32%
(w Szwajcarii) do 55% (w Austrii) zatruć przypadkowych.
W USA rocznie umiera z powodu przypadkowego zaczadzenia co najmniej 1500 osób.
W Polsce w 2007r. było 219 przypadków zaczadzenia,
z których ponad 100 zakończyło się śmiercią.

Przyczyny zatruć
- pożary budynków
- wadliwe lub użytkowane w pomieszczeniach o niesprawnej wentylacji piecyki gazowe, węglowe i inne
- zatrucia przemysłowe
- zatrucia samobójcze
- spaliny silnikowe

Objawy
- osłabienie pamięci
- upośledzenie psychiczne
- utrata łaknienia
- utrata czucia w palcach
- senność w dzień i bezsenność w nocy
- zaburzenia krążenia, zmiany w morfologii krwi
- wymioty
- objawy parkinsonizmu: drżenia mięśni, maskowaty wyraz twarzy
- "chód pingwini" - ostrożne poruszanie się z szeroko rozstawionymi nogami
- szaroziemiste zabarwienie skóry
- bóle głowy
- zawroty głowy
- zgon

Skutki
Na skutek działania czadu w pierwszej kolejności ulegają uszkodzeniu narządy najbardziej wrażliwe na niedotlenienie czyli układ krążenia i ośrodkowy układ nerwowy.
W cięższych zatruciach dochodzi do zaburzenia gospodarki węglowodanowej, krwawień w różnych narządach i wystąpienia rozległych obszarów martwiczych.
U zatrutych osób uratowanych przed śmiercią często występują odległe powikłania ze strony ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego, obserwuje się obniżenie ilorazu inteligencji, zaburzenia pamięci, zanik mowy, uszkodzenie wzroku i węchu.
U dzieci, których matki przeżyły zatrucie CO w czasie ciąży obserwuje się powikłania neurologiczne w postaci zaniku mózgu, drgawek, zaburzeń rozwoju umysłowego oraz zaburzeń psychosomatycznych.
Zatrucie CO u mężczyzn powoduje zaburzenia procesu tworzenia się plemników.

Postępowanie w przypadku zaczadzenia
- wynieść z pomieszczenia, w którym występuje CO, z zapewnieniem własnego bezpieczeństwa (w razie potrzeby akcję ratowniczą przeprowadzi straż pożarna z zastosowaniem sprzętu ochrony dróg oddechowych)
- zapewnić dopływ czystego świeżego powietrza
- unikać obciążenia wysiłkiem fizycznym
- jeśli to możliwe podać tlen (10-15 l/min) – (w porównaniu z powietrzem zwiększa ponad sześciokrotnie eliminację CO),

Badanie
U osób z podejrzeniem zatrucia tlenkiem węgla wykonuje się badanie krwi na zawartość hemoglobiny tlenkowęglowej, która jest biomarkerem narażenia na CO.
Nie ma ścisłej korelacji między wynikiem tego badania i ciężkością stanu klinicznego. Rokowanie bardziej zależy od czasu przebywania danej osoby w trującej atmosferze niż stężenia tlenku węgla w powietrzu oddechowym, mimo to jednak poziom powyżej 70% karboksyhemoglobiny we krwi oznacza nieodwracalne zmiany w mózgu będące wynikiem niedotlenienia, czyli w konsekwencji zgon.

Leczenie
- przerwanie kontaktu osoby zatrutej z tlenkiem węgla
- tlenoterapia konwencjonalna i w komorze hiperbarycznej
- transfuzja krwi
- zapobieganie obrzękowi mózgu
- leczenie kwasicy metabolicznej
- leczenie hipertermii
- ogólne leczenie objawowe (np. zapobieganie zapaleniu płuc, odleżynom itp.)

Profilaktyka
- nie stosować do ogrzewania pomieszczeń, w których stale przebywają ludzie gazowych przenośnych urządzeń promiennikowych
- nie ogrzewać pomieszczeń za pomocą kuchni gazowych
- zapewnić skuteczną wentylację w pomieszczeniach, w których występuje spalanie paliwa
- nie zatykać kratek wentylacyjnych w drzwiach do łazienki oraz do przewodów wentylacyjnych
- wszelkie prace naprawcze, przeróbki, modernizacje i prace konserwacyjne przy urządzeniach na paliwo stałe, ciekłe i gazowe należy zlecać tylko specjalistom posiadającym odpowiednie kwalifikacje
- nie suszyć odzieży i materiałów palnych bezpośrednio na piecach
- nie stosować do mycia i prania odzieży cieczy łatwopalnych
- nie pozostawiać bez nadzoru potraw na włączonej kuchence czy ciasta w piekarniku
- do wyposażenia mieszkania kupować nowoczesne i bezpieczne urządzenia (kuchenki gazowe, przepływowe gazowe ogrzewacze wody), posiadające stosowne atesty, wyposażone w czujniki zabezpieczające przed zanikiem ciągu czy nieuzasadnionym wypływem paliwa
- wyposażyć mieszkanie w gaśnice proszkowe, autonomiczne bateryjne czujniki dymu i tlenku węgla oraz gazu
- nie używać świec, kaganków, petard, wyrobów pirotechnicznych oraz innych źródeł światła wykorzystujących otwarty ogień w pomieszczeniach mieszkalnych, w sytuacjach mogących spowodować pożar
- nie pozostawiać najmłodszych dzieci przy czynnych, otwartych piecykach gazowych, kontroluj ich wejście do łazienki czy kuchni - dziecko z prostej ciekawości może odkręcić kurek gazu w kuchni czy butli w domku kempingowym.

Ciekawostki
Trujące działanie tlenku węgla zostało wykorzystane przez hitlerowców (podczas II wojny światowej) do zagazowywania ludzi. Gaz wydechowy samochodu był wprowadzany do zamkniętej przestrzeni naczepy, gdzie przebywali ludzie.

Zwierzęta niższe, których krew nie zawiera hemoglobiny (np. owady) mogą żyć w atmosferze składającej się w 80% z czadu i w 20% z tlenu