Analiza wody źródlanej "Cisowianka"

Czas chyba aby wrócić tu coś z tego, co wykonywałem na praktykach studenckich w sierpniu tego roku. Jak to już opisywałem, odbyłem je w Laboratorium Ochrony Środowiska Pracy w Siedlcach, a więc w mieście mojej uczelni. Nie miałem tam może jakiś specjalnie efektownych rzeczy do zrobienia, ale zebrałem co nieco materiałów, wartych do przedstawienia.

Podczas jednego z dni, gdy mój prowadzący był nieobecny, aby mieć jakieś zajęcie wykonałem analizę wody mineralnej. Była to akurat Cisowianka.

Cisowianka to, formalnie rzecz biorąc, woda źródlana, nisko zmineralizowana, pobierana z głębokości 100 metrów z pokładów w Drzewcach, koło Nałęczowa. Wprawdzie producent sprzedaje ją jako wodę mineralną, ale zawartość składników mineralnych to tylko 742 mg/l, tymczasem formalnie za mineralną uważa się taką, która zawiera przynajmniej 1g/l . Nazwa ujęcia nawiązuje do uzdrowiska "Cisy" opisanego przez Żeromskiego. Jest to zresztą zabawne, bo opis z Ludzi bezdomnych jest raczej nieprzychylny - Cisy to uzdrowisko wsteczne, prowadzone nieprzemyślane, z którego można było wyjechać bardziej chorym, niż się przyjechało. No cóż, widać nieznajomość literatury nie przeszkadza.

Niestety nie mogłem zrobić pełnej analizy jakościowej i ilościowej, dlatego poprzestałem na badaniu zawartości jonów wodorowęglanowych, wapniowych i magnezowych, a pozostałe składniki oznaczałem jakościowo.

Wodorowęglany:
Zawartość anionów wodorowęglanowych oznaczałem alkacymetrycznie, miareczkując próbkę wody mianowanym kwasem solnym, wobec oranżu metylowego jako wskaźnika.
Dla reakcji:

HCO-3 + H⁺ → CO₂↑ + H₂O

jeden mol kwasu reaguje z jednym molem anionów.

Napełniłem więc biuretę mianowanym roztworem HCl o stężeniu 1,02 mol/l, wlałem do kolbki jedną pipetę wody i dwie krople oranżu, po czym bardzo ostrożnie, mając na uwadze nieduże stężenie, po kropli dodawałem kwas aż do momentu, gdy żółty roztwór przybrał kolor pomarańczowy. W tym przypadku wystarczyło 0,85 ml. Dla tak małych ilości błąd oznaczenia może być duży, nie miałem jednak bardziej rozcieńczonego kwasu na podorędziu.
Po przeliczeniu uzyskałem zawartość wodorowęglanów 0,5289 mg/l, co wobec etykietowej 0,5426 mg/l nie było tak dużym błędem.

Wapń:
Oznaczanie wapnia przeprowadziłem kompleksometrycznie, przy pomocy mianowanego roztworu EDTA.

EDTA czyli kwas etylenodiaminotetraoctowy, jest znanym związkiem chelatującym, tworzącym kompleksy z szeregiem metali ciężkich, a nawet z takimi lekkimi jak magnez, wapń czy lit. Posiada aż sześć atomów zawierających wolne pary elektronowe i mogących w związku z tym tworzyć kompleks. Cząsteczka kwasu zwija się, niczym zaciskana pięść, "łapiąc" atom w klatkę. Jeden jon metalu jest kompleksowany przez jedną cząsteczkę EDTA.
Ale po czym wobec tego poznać, że wszystkie jony metalu zostały związane?
W analizie kompleksometrycznej używa się specjalnych wskaźników, które same mogą tworzyć związki kompleksowe, jednak ich trwałość jest mniejsza, niż trwałość kompleksu, jaki metal tworzy z EDTA. Gdy więc wolne jony zostaną związane, titrant zaczyna reagować z kompleksem wskaźnika - zachodzi zatem zjawisko wypierania:

WSK(M) + EDTA → WSK + EDTA(M)

Forma związana kompleksu powinna mieć inne zabarwienie niż forma uwolniona, jak zatem łatwo się domyśleć, po związaniu wszystkich jonów metalu, a więc w punkcie końcowym miareczkowania, barwa roztworu ulegnie zmianie.

W przypadku oznaczania wapnia obok magnezu należy silnie zalkalizować środowisko, dodając odpowiednią ilość wodorotlenku sodu, magnez będzie wówczas wiązany w formie wodorotlenku, zaś jego kompleks z EDTA będzie bardzo nietrwały, w związku z czym podczas miareczkowania zmianom stężenia będzie ulegał tylko wapń.

Wskaźnikiem użytym do tego oznaczania będzie Kalces, czyli sól sodowa kwasu kalkonokarboksylowego, który w punkcie końcowym zmienia kolor z różowo-fioletowego na niebieski. Filmu z miareczkowania kalcesem nie mam, ale są zdjęcia:

→ Kalces przed miareczkowaniem

Kalces po
→

Tak więc pobrałem dwie pipety badanej wody (podwójna ilość aby zeszło więcej titranta co zmniejsza błąd związany z niedokładnościami biurety), dodałem odpowiednią ilość NaOH, wlałem kilka kropel roztworu wskaźnika i jak się rzekło, miareczkowałem mianowanym roztworem EDTA dopóki nie nastąpiła zmiana zabarwienia.

Po przeliczeniu otrzymałem wynik 0,1242 g/l, co wobec
etykietowej 0,1313 g/l nie jest dużym błędem



Magnez:
Oznaczanie zawartości magnezu wykonuje się pośrednio. Zamiast tak dobierać warunki, aby wyeliminować wpływ wapnia, miareczkuje się po prostu sumę zawartości wapnia i magnezu. Ponieważ zawartość wapnia już poznaliśmy, przez odjęcie jednej wartości od drugiej uzyskamy zawartość samego magnezu.

Użytym przy tym wskaźnikiem jest Czerń eriochromowa T, związek organiczny o ciemnofioletowej barwie, tworzący z metalami kompleks koloru różowo-fioletowego, choć o bardziej soczystym odcieni niż kalces. W pobliżu punktu końcowego roztwór zabarwia się na fioletowo a za punkt końcowy uważa się zabarwienie niebieskie. I tu pomocny będzie film:


Nieco wcześniej napełniając biuretę zalałem fartuch roztworem EDTA, dlatego miareczkuję bez niego, nie zbyt może poprawnie.
Oznaczanie przeprowadza się w środowisku lekko zasadowego buforu amonowego. Po obliczeniach i odjęciu od otrzymanego wyniku oznaczonej wcześniej zawartości samego wapnia, otrzymałem zawartość magnezu 0,02433 g/l, wobec etykietowej 0,0225 g/l. Może gdybym używał bardziej rozcieńczonych titrantów udałoby się błąd zmniejszyć

A pozostałe jony? Chlorkowy oznaczyłem tylko jakościowo - do zakwaszonej kwasem azotowym V próbki dodałem azotanu srebra. Biały osad, rozpuszczający się w roztworze amoniaku i wytrącający się po ponownym lekkim zakwaszeniu, był oznaką jonów chlorkowych. W zasadzie mógłbym oznaczyć chlorki argentometrycznie metodą Mohra, ale brakło mi czasu. Sodu i potasu nie oznaczyłem, bo nie miałem drucika platynowego.

Kiedyś w laboratorium... (4.)

Chromatogram krążkowy podczas analizy aminokwasów:
Wywoływane roztworem ninhydryny. Wygląda jak horoskop.

OH, ten tlen!

W temacie modyfikowanej przecudnymi sprzętami wody bzdur krąży mnóstwo, i doprawdy nie sposób wszystkiego krótko omówić, ale w tej notce zajmę się jednym szczególnym aspektem, jak zwykle związanym z liczeniem na niewiedzę konsumenta.

Aby zapewnić klienta, że ich filtry/uzdatniacze/elektrolizery/magiczne podstawki mają szczególnie korzystne działanie, producenci takich urządzeń mówią wszystkim chętnym, że robią one z wodą coś szczególnego. Nie wystarczy, aby woda po przepuszczeniu przez nie była po prostu czysta, woda taka musi jeszcze mieć unikatową strukturę, być nasyconą kosmicznymi energiami albo mieć właściwości lecznicze. Co do tego co miałoby wywoływać takie jej własności, to akurat zależy on aktualnych trendów. Jeszcze w latach 30. można było kupić radonowane filtry, które miały nasycić wodę dobroczynną promieniotwórczością. Dziś najczęściej woda ma mieć niezwykłą strukturę, dzięki której wypłucze toksyny z organizmu, odświeży cerę, zapobiegnie powstawaniu wolnych rodników, a co najważniejsze - natleni organizm.
Jest to zresztą paradoks - wolne rodniki powstają w reakcjach utlenienia, więc usunąć jedno i dostarczyć drugie za jednym zamachem się nie da.

Do tej grupy sprzętów należą z pewnością domowe elektrolizery, sprzedawane jako generatory żywej wody, wody kwaśnej lub wody alkalicznej. Składają się one z prostownika, dwóch stalowych elektrod i membrany oddzielającej przestrzeń wokół anody od przestrzeni wokół katody. Podczas elektrolizy powstają w nich roztwory o odczynie kwaśnym lub zasadowym, zawierające wodorotlenki minerałów zawartych w wodzie lub kwas solny, z domieszką soli metalu z którego wykonano elektrodę. Dlaczego ludzie od kilkudziesięciu lat dają się na to nabrać, jest chyba oczywiste - tajniki elektrolizy są w szkołach omawiane na tyle pobieżnie, że człowiek dorosły nic już z nich nie pamięta.

I oto na stronie jednego z producentów takiego membranowego elektrolizera, znalazłem taki fragment:

Zawartość tlenu w wodzie zależy od wartości pH wody. Jak wiadomo cząsteczka wody składa się z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru.
Gdy proporcje te są idealne to znaczy gdy ilość jonów H+ jest identyczna jak ilość jonów OH – mamy do czynienia z wodą o pH=7 czyli obojętną.
Gdy ilość jonów OH- jest większa niż ilość H+ mamy do czynienia z wodą alkaliczną. W odwrotnej sytuacji (więcej H+ niż OH-) woda jest kwaśna.
Jony OH- są połączone z alkalicznymi minerałami. I zobacz co się dzieje. Dwie grupy OH- mogą stworzyć jedną cząsteczkę wody i dać jeden atom tlenu. Dodatkową korzyścią jest fakt, że minerał zostaje wykorzystany do neutralizacji toksycznych kwaśnych odpadów.
Krew o pH 7,45 zawiera o 64,9% więcej tlenu niż krew o pH 7,3. To ogromna różnica, pomimo niewielkiej zmiany pH krwi.
(...)
Wolne rodniki tlenowe to cząsteczki albo jony, którym na zewnętrznej orbicie brakuje jednego elektronu. Dążąc do natychmiastowego uzupełnienia braku, wolny rodnik uszkadza inną cząsteczkę pozbawiając ją elektronu. (...) Ujemny potencjał wody alkalicznej wykazuje bardzo silne właściwości przeciw utleniające. Po prostu woda alkaliczna zawiera bardzo dużo wolnych elektronów, które w każdej chwili mogą być oddane każdemu napotkanemu wolnemu rodnikowi. Zamiast śmieci więcej tlenu W wyniku przyłączenia wolnego elektronu z wody alkalicznej powstaje stabilna cząsteczka tlenu (O2). Korzyść wobec tego podwójna: zneutralizowany wolny rodnik (komórki uratowane przed zniszczeniem) oraz zwiększona zawartość życiodajnego tlenu we krwi. [1]

W wodzie alkalicznej dominują negatywne jony OH-, tj. w wodzie jest jedyny atom tlenu cząsteczki wody. Dlatego, pijąc wodę alkaliczną organizm otrzymuje dodatkową dawkę tlenu. A gdzie tlen, tam i życie, energia[2]

No no, bardzo ciekawe. Tylko że jak zwykle jest całkiem inaczej.
Czy woda zasadowa zawiera więcej tlenu? W zwykłej wodzie mamy H2O a tu OH, więc jeden wodór mniej, wydawałoby się więc, że zastąpienie części cząsteczek wody, anionami hydroksylowymi, powinno zwiększyć zawartość tlenu. Ale czy o 60%?

Skala pH służy do określenia kwasowości roztworu. Określa stężenie powstających w dysocjacji kwasów jonów wodorowych, a dokładniej jonów hydroniowych H3O+, jako że samodzielne protony w roztworach nie występują (w związku z czym w zasadzie powinna to być skala pH3O, ale ze względów historycznych utarło się stosować takie oznaczenie). Stężenia te w większości przypadków wyrażają się w wartościach ułamkowych, niższych od jedynki i w związku z tym zapisanie stężenia wprost jest niezupełnie wygodne. Dla kwasu o pH 3, jony hydroniowe mają stężenie 0,001 mol/l, dla obojętnej wody o pH 7, jest to stężenie 0,0000001 a dla zasady o pH 13 jest to 0,0000000000001 mol/l. Posługiwanie się takimi zapisami jest niewygodne, dlatego dla uproszczenia przyjęto skalę logarytmiczną, w której kwasowość to ujemny logarytm dziesiętny ze stężenia.
Logarytm z kolei, to liczbowa wartość potęgi do której musimy podnieść dziesięć aby otrzymać logarytmowaną liczbę. A więc jeśli 1000 = 10^3, to log 1000 = 3. W tym przypadku dla wartości niższych od jedynki wychodziłyby nam liczby ujemne, dlatego stosuje się logarytm ujemny ( wtedy -[-3] = 3). I po co to wszystko objaśniać? Ano po to, że w tych szczegółach tkwi mały diabełek, przez którego sprawa natlenienia organizmu zasadową wodą staje się nieoczywista.

Obliczmy jak, poprzez samą zmianę pH, zmienia się zawartość tlenu w wodzie. Dla uproszczenia będziemy liczyć to dla jednego mola, a więc dla 6,02221 x 10^23 atomów, co odpowiada ilości 18 ml wody. Policzmy procentową zawartość tlenu w wodzie. Mamy tu jeden mol tlenu, czyli 16 g na jeden mol wody czyli 18 g, więc: 16/18 *100% = 88,888% masowych. Taka czysta woda ma pH = 7, co oznacza, że zawiera 10^-7 jonów oksoniowych i 10^-7 jonów hydroksylowych.
Teraz dodajmy jakiejś zasady i zwiększmy jej pH do 11.
11 to o ponad połowę więcej niż 7, co więcej, stężenie jonów hydroksylowych zwiększyło się o cztery rzędy wielkości, a więc sporo. W wielkościach bezwzględnych będzie to różnica z 0,0000001 mol/l do 0,001 mol/l. Naszych jonów OH- jest zatem w roztworze dokładnie jeden promil, co nie stanowi dużej wielkości. Jaka jest teraz procentowa zawartość tlenu? Przyjmujemy, że wszystkie te dodatkowe jony OH- pochodzą z naszej zasady, i pamiętamy, że liczymy parametry dla 0,018 litra a nie 1l, nie mamy więc do czynienia z 0,001 mol lecz z 0,000018 mola.
Mamy tu zatem 1+ 0,000018 mola tlenu, co stanowi 16,000288 g, na 1mol wody + 0,000018 mol jonów OH, co stanowi 18,0003 g, zatem: 16,000288/18,0003 *100% = 88,889% masowych.
Zatem zawartość tlenu wzrosła nam o jedną setną procenta. To mało.

Oczywiście ze wzrostem pH i zawartość tlenu będzie nam rosła, ale już roztwory o pH 11 są silnie żrące, więc siłą rzeczy ich spożywanie będzie szkodliwe. Zresztą, tlen w jonie hydroksylowym jest silnie związany, zbyt silnie, aby stanowić źródło dla oddychania komórkowego.

Skąd więc te 60%? Dotyczą one oczywiście krwi, a związane są z całkiem innym mechanizmem. To jak silnie tlen może być związany z hemoglobiną, zależy od pH krwi, wskutek efektu Bohra, więc w krwi o pH 7,3 rzeczywiście może być 60% mniej tlenu niż we krwi 7,45, ale nie będzie to związane z niższym stężeniem jonów OH, a z właściwościami hemoglobiny.
Czy jednak picie zasadowych roztworów, zwiększy pH krwi i zawartość tlenu? Nasz organizm stara się utrzymać kwasowość krwi na stałym poziomie. Ma do tego kupę interesujących mechanizmów, które przeciwdziałają zarówno zakwaszeniu jak i alkalizacji krwi, dlatego picie zasadowej wody nie powinno niczego zmieniać. Gdyby zaś zmieniło odczyn krwi na bardziej alkaliczny, miałoby to bardzo szkodliwy wpływ.

No dobra, a zatem odczyn krwi i soków komórkowych się nam nie zmieni, ale co z tymi właściwościami przeciw utleniającymi?

Wolne rodniki to atomy lub cząsteczki, zawierające jeden elektron nie do pary. Może to być elektron nadmiarowy lub pozbawiony drugiego, zwykle rzecz dotyczy tego drugiego przypadku. Elektrony bowiem charakteryzują się spinem, czyli kierunkiem orientacji ich pola magnetycznego, i może on przyjmować wartości + lub -1/2. Elektrony w atomach lub cząsteczkach starają się parować tak, że jeden ma spin dodatni a drugi ujemny. Jeśli przydamy atomowi dodatkowy elektron, bądź jeden usuniemy, ten jeden bez pary będzie szukał drugiego. Taki rodnik będzie zatem reagował z innymi cząsteczkami zabierając lub oddając elektron i bardzo często wywołując tym reakcję, na przykład utlenienie DNA czy redukcję jakiegoś enzymu.

Czy woda alkaliczna zawiera dużo wolnych elektronów, "parujących" wolne rodniki? Skądże, gdyby zresztą zawierała, byłaby szkodliwa. Patrzcie na definicję - jeśli elektron jest jeden i nie ma pary, to taka cząstka jest rodnikiem. Coś takiego jak wolny elektron w roztworze (elektron zhydratowany) istnieje, ale ponieważ jest to jeden elektron, sam jest rodnikiem i to silnym. W reakcji wolnego rodnika z jonem hydroksylowym nie powstanie tlen, lecz... rodnik hydroksylowy. A ten jest uważany za wyjątkowo szkodliwy.

Różnica między cząsteczką wody, jonem i rodnikiem hydroksylowym.
Kopkami oznaczyłem elektrony.

Ów ujemny potencjał na który się powołują mówi nam o czymś całkiem innym. Potencjał oksydacyjno-redukcyjny (ORP) to zdolność układu do oddawania lub przyjmowania elektronów. Potencjał układów jest mierzony względem potencjału standardowej elektrody wodorowej. Ujemna wartość nie świadczy zatem o ujemnym ładunku czy obecności elektronów, a jedynie, że potencjał układu jest od potencjału porównawczego niższy.
Wartość ORP w dużym stopniu zależy od pH i spada wraz ze wzrostem alkaliczności. A teraz najważniejsze - ujemny potencjał roztworów zasadowych sprzyja reakcjom utleniania! A więc całkiem na odwrót niż podaje producent elektrolizera.


A korzystając z okazji, życzę wszystkim przeglądającym miłych, rodzinnych i w pełnym tych słów znaczeniu niezapomnianych świąt
Nie całkiem
bez chemii.
------------
[1] http://filtry-do-wody-aquarion.pl/woda/wiecej-tlenu/
[2] http://sklep.jonizowanawoda.pl/przeplywowy-filtr-jonizator-aschbach,id4.html

* http://slownik.ekologia.pl
* http://pl.wikipedia.org/wiki/Skala_pH

Polecam też artykuł pH-owa jednostka na stronie Tomasza Płucińskiego

Czad

Zaczyna się sezon grzewczy, dlatego dobrze jest napisać coś o sprawie w prawdzie znanej, ale jak pokazują statystyki zapominanej, mianowicie o tlenku węgla.

Tlenek węgla jest związkiem węgla na stopniu utlenienia II, rzadziej występującym w przyrodzie. Zwykle we wzorach tej cząsteczki zaznacza się, że między tlenem a węglem znajdują się dwa wiązania, jednak badania pokazały że mamy do czynienia z niepełnym wiązaniem potrójnym. Ten nietypowy dla tlenu stan wiąże się z przesunięciem jednej z wolnych par elektronowych tlenu, i utworzeniem wiązania koordynacyjnego. Ot taka ciekawostka.

Tlenek węgla powstaje podczas spalania związków organicznych, przy niedostatecznym dostępie tlenu. Jest gazem bezbarwnym, pozbawionym smaku i zapachu. Dawniej, gdy do ogrzewania mieszkań i oświetlania ulic używano gazu świetlnego, zawierającego bardzo dużo tlenku węgla, jedynym ostrzeżeniem był zapach spalenizny, często jednak spaliny, zwłaszcza te z piecyków gazowych, są bezwonne. Szacuje się że przy niedostatecznej wentylacji, piecyk gazowy może w ciągu minuty wytworzyć śmiertelną ilość czadu - a niestety często bywa że tego typu piecyki montowane są w łazienkach pozbawionych wywietrzników, stąd często słyszy się o zaczadzeniu w tym miejscu. Bywa też, że wentylacja ulegnie awarii, czy to w skutek warunków pogodowych, czy zatkania kurzem, czy nawet wskutek niewłaściwie przeprowadzanego remontu. Dlaczego jednak czad jest tak niebezpieczny?

Wszystko to wiąże się z naszą krwią, a dokładniej z sposobem przenoszenia tlenu. Już tu kiedyś opisywałem budowę hemoglobiny - białko globinowe połączone z Hemem, zawierającym w pierścieniu porfirynowym skompleksowany atom żelaza dwuwartościowego. Atom taki może tworzyć kompleksy z sześcioma ligandami - w tym przypadku cztery miejsca zajmują azoty pierścienia, piąte białko globinowe a szóste może wiązać inne cząsteczki. Na przykład tlen.
Gdy krew, porozdzielana w naczynkach włosowatych znajdzie się w płucach, wiąże tlen tworząc oksyhemoglobinę:

Hb + O2 → oxHb

Ponieważ ciśnienie cząstkowe tlenu we krwi w pęcherzykach płucnych (a zatem jego stężenie) jest wysokie, równowaga reakcji jest silnie przesunięta w prawo, a zatem oksyhemoglobina jest trwalsza. Gdy natlenowana krew znajdzie się jednak wśród potrzebujących go tkanek, a zatem tam, gdzie ciśnienie cząstkowe tlenu jest małe, reakcja odwraca się i tlen jest uwalniany. Dodatkową pomocą jest tu fakt, że w tych miejscach wyższe jest stężenie dwutlenku węgla, a co za tym idzie, warunki są tam bardziej kwaśne. A w takich warunkach oksyhemoglobina jest mniej trwała. Nie potrzebny organizmowi dwutlenek węgla jest usuwany, choć hemoglobina ma tutaj mniejsze znaczenie - jedynie część CO2 jest wiązana z hemoglobiną i to nie w formie kompleksu z żelazem a karbaminianu powstałego w reakcji z częścią białkową.
I tak wszystko sprawnie działa, dopóki nie pojawia się tlenek węgla.

Żelazo chętnie tworzy kompleksy z tlenkiem węgla, tak zwane karbonylki, ma on bowiem zależnie od formy rezonansowej jedną lub dwie pary elektronowe. Podobnie rzecz się ma z atomem żelaza w hemoglobinie. Tlenek podstawia się w wolne miejsce i tworzy karboksyhemoglobinę, stanowiącą kompleks blisko 200 razy trwalszy od oksyhemoglobiny. Nawet gdy taka cząsteczka znajdzie się w środowisku silnie natlenionym, nie przyjmie już cząsteczki tlenu

Hb + CO → HbCO

Jak zatem łatwo się domyśleć, z każdym haustem zaczadzonego powietrza, coraz większa ilość krwi nie może przenosić tlenu. W efekcie człowiek zaczyna się dusić "od środka". Już 0,16% czadu w powietrzu wywołuje zgon po dwóch godzinach.
Niestety natura nie przewidziała u nas mechanizmu wykrywającego zmniejszenie ilości tlenu. Mamy jedynie receptory wykrywające zwiększenie stężenia dwutlenku węgla, które w takiej sytuacji pobudzają ośrodek oddechowy, co objawia się przyspieszeniem i pogłębieniem oddechu, ale przed czadem nie ostrzega nas nic. Dlatego wszystkie wczesne objawy podtrucia są związane z pogłębiającym się niedotlenieniem.

Pierwsze objawy podtrucia są nieswoiste. Badani poddani niewielkim dawkom popełniali więcej błędów w testach sprawdzających na przykład rozróżnianie odcieni, wybór właściwej liczby w szeregu czy też ich pismo stawało się mniej staranne. Błędy w testach narastały wraz ze stężeniem aż do poziomu ok. 0,01% tlenku w powietrzu (co odpowiadało ok. 10% karboksyhemoglobiny we krwi) kiedy to pojawiał się lekki ból głowy, czy uczucie ucisku w piersiach. Dla silniejszych podtruć ból głowy narastał, pojawiało się zmęczenie i apatia, mdłości i przyspieszenie tętna, a poziom 50% karboksyhemoglobiny mógł już wywoływać niebezpieczne zapaści.
Z drugiej ręki wiem, że gdy policja lub strażacy wchodzą do mieszkania osoby zatrutej czadem, często znajdują jej ciało leżące w pobliżu okna. Takie osoby zauważały, że dzieje się coś niedobrego i chciały zaczerpnąć tchu, jednak przy takim stężeniu czadu pojawia się niebezpieczny objaw, mianowicie osłabienie mięśni kończyn, przez co często ofiary nie miały sił aby podejść do okna.
Ostatecznie pojawia się śpiączka i zgon wskutek uszkodzenia mięśnia sercowego.
W patologii stwierdza się karminowe zabarwienie skóry i plam opadowych. Karboksyhemoglobina jest bowiem ciemnoczerwona, więc nie pojawia się nawet ostrzegawczy w przypadku zwykłych duszności objaw zsinienia warg.

Jak ratować zatrutych? Przede wszystkim trzeba wynieść ich na świeże powietrze i w razie potrzeby podtrzymywać sztucznie oddech. W warunkach szpitalnych stosuje się tlenoterapię, nawet w warunkach hiperbarycznych, aby dotlenić organizm. Można też przetaczać choremu niezatrutą krew. Ponadto groźnym następstwem niedotlenienia jest zakwaszenie organizmu, które też należy likwidować. Późne objawy związane z niedotlenieniem, głównie ze strony układu nerwowego i serca, mogą utrzymywać się jeszcze wiele miesięcy po wyzdrowieniu.
Kontrowersyjną kwestią jest kumulowanie się skutków lekkich podtruć. Na to aby tlenek węgla gromadził się w organizmie nie ma dowodów, jednak dłuższa ekspozycja na małe stężenia wywołuje objawy neurologiczne a nawet psychiczne, podobne do chorób otępiennych a więc osłabienie pamięci, inteligencji czy trudności w skupieniu uwagi, a czasem też trudności w poruszaniu, uciążliwe bóle głowy i sztywność palców, związana zapewne z uszkodzeniem nerwów.

Powszechnym źródłem tlenku węgla jest dym papierosowy, zawierający do 4% tego związku. U nałogowych palaczy stężenie karboksyhemoglobiny we krwi osiąga poziom 7-10%, można więc zakwalifikować ich do lekko zatrutych. Sądzi się że to właśnie ten efekt, oprócz wpływu innych szkodliwych związków, odpowiada za spadek masy urodzeniowej dzieci matek palących w czasie ciąży. Również spaliny silników spalinowych zawierają tlenek węgla, co bywa przyczyną masowych zatruć w garażach czy halach magazynowych, gdzie używa się spalinowych wózków widłowych. Z tej też przyczyny zakazano używania w samochodach systemów ogrzewania przy pomocy spalin.

Nie do pominięcia jest też kwestia częstych samobójstw czy to gazem świetlnym, czy spalinami wprowadzanymi celowo do samochodu.

Czarna historia CO
Tlenek węgla powodował i wciąż powoduje dużą ilość zatruć, czy to rozmyślnych, czy to przypadkowych. Rocznie w Polsce notuje się kilkadziesiąt zgonów z tej przyczyny. W USA jest to około 1,5-2 tyś zgonów. Liczba ta jest jednak zapewne znacznie większa jeśli uwzględni się, że zaczadzenie jest główną przyczyną śmierci w wyniku pożarów. Wielokrotnie był przyczyną masowych tragedii.

Najtragiczniejsza jaką można przypisać samemu tylko tlenkowi, miała miejsce w 1944, w nieoczekiwanym miejscu - w pociągu.

3 marca 1944 roku pociąg numer 8017 wyjechał z Neapolu, kierując się w stronę górskiej miejscowości Potenza. Był to pociąg pierwotnie towarowy, do przewozu drewna, pospiesznie zamieniony na pasażerski, ciągnięty przez dwa parowe silniki opalane węglem. Skład składał się z 47 wagonów i dwóch lokomotyw, co przy dość znacznym ciężarze miało pomóc w pokonywaniu stromych odcinków. O godzinie 19 stanął na stacji Battipaglia, gdzie w trakcie konserwacji wsiadło do niego ostatnich kilkanaście osób, zwiększając liczbę pasażerów do blisko sześciuset. Stamtąd ruszył dalej i minąwszy stację Bolvano wjechał w długi tunel za którym po 20 minutach miał dotrzeć do Bella-Muro Locano. Gdy jednak pociąg się nie pojawiał, zaniepokojona obsługa wysłała tam człowieka na drezynie, który wkrótce wrócił z przerażającą wiadomością.
Oto bowiem pociąg wjechał do tunelu, wewnątrz którego szyny biegły z dość dużym nachyleniem 12,8 ‰ . Był jednak znacznie obciążony pasażerami, zaś szyny najprawdopodobniej oblodzone, dlatego nie mogąc wjechać pod górę zatrzymał się w odległości 800 metrów od wlotu, z dwoma wagonami wystającymi na zewnątrz. Załogi obu lokomotyw znajdujących się wewnątrz tunelu, zaczęły więc dorzucać więcej węgla do kotłów, aby zwiększyć moc. Wszystkie spaliny z obu kotłów trafiały zatem do wąskiej przestrzeni tunelu, osiągając śmiertelne stężenie. Gdy z najbliższej stacji przybyła pomoc, zaś pociąg został wysunięty z tunelu, wszyscy pasażerowie z wagonów wewnątrz tunelu już nie żyli, zaś ci w dwóch ostatnich byli w znacznym stopniu podtruci.
Różne źródła podają rozbieżne, ale i tak okropne liczby ofiar, pomiędzy 427 a 549 śmiertelnie zatrutych. Ofiary zostały szybko pochowane w masowych grobach, zaś wieść o katastrofie nie była szeroko rozgłaszana, ze względu na wojenną propagandę. Tajemnicą poliszynela było, że węgiel jaki dostępny był wówczas na rynku, ze względu na blokady gospodarcze był bardzo słabej jakości, co mogło przyczynić się do pogorszenia jakości spalania. Była to najgorsza katastrofa kolejowa we Włoszech.[1]

Jednak już wcześniej tlenek węgla zasłużył na złą sławę. Był bowiem, o czym nie każdy dziś wie, jednym z pierwszych narzędzi eksterminacji więźniów użytych podczas II wojny światowej. Zanim jeszcze wynaleziono Cyklon B, zabijanie żydów i innych większych grup dokonywało się na miejscu w specjalnych ciężarówkach (gaswagen). Zabijanych upychano w tylnej pace specjalnie uszczelnionej ciężarówki, którą zamykano i ustawiano na jałowy bieg, kierując specjalnymi przewodami spaliny do środka. Była to zatem przenośna komora gazowa, pozwalająca w ciągu kilku minut zabić 20-30 osób. [2] Komór takich używano w obozie w Chełmnie.

W późniejszych latach notowano jedynie przypadkowe zatrucia czadem, często w trakcie pożarów. Przykładem może być tragedia z roku 1990 , kiedy to w pożarze nocnego klubu Happy Land Social Club w Nowym Jorku zginęło 87 osób. Autopsja wykazała, że żadna z tych osób nie zginęła w wynika działania ognia, zaś wszystkie z powodu zatrucia dymem zawierającym tlenek węgla, cyjanowodór i inne produkty pirolizy tworzyw sztucznych. Pożar był wywołany umyślnym podpaleniem przez byłego pracownika klubu, którego skazano na astronomiczną karę 178 razy po 25 lat.[3]

W naszym kraju do największych tragedii należy z pewnością zatrucie w Żychlinie w 2006 roku. Gdy rodzina państwa Groszków zjechała do rodziców na Sylwestra, najmłodsze dziecko, trzyletni chłopiec, zaczął się źle czuć. Domownicy sądzili, że przyczyną złego samopoczucia była zupa pomidorowa. Gdy stan chłopca się pogorszył, jego matka pojechała z nim do szpitala. Nie mogąc dodzwonić się do rodziców wysłała tam męża, który zastał domowników zaczadzonych. Zginęli wówczas dziadkowie, rodzice i dwoje wnuków. Czad ulatniał się z niesprawnego piecyka gazowego.[4]

Czy nie dosyć tych okropności? Jak się ktoś przestraszy, to może ktoś pomyśli, żeby się zabezpieczyć. Czujniki tlenku węgla nie są urządzeniami drogimi, a jednak mało kto je posiada. Siedzą Polacy w owianych śniegiem domkach, w których w większości izolacja termiczna jest słaba, zaklejają plastrem kratki wentylacyjne, kupują plastikowe, szczelne okna i jeszcze się dziwią, że w kominie słaby ciąg. A jak potem dojdzie do tragedii, to jest wielkie zaskoczenie.

Trzeba trochę ostrożności. A że sezon grzewczy już się zaczyna, warto brać to wszystko pod rozwagę.
-------
[1] http://it.wikipedia.org/wiki/Disastro_di_Balvano Więcej relacji w książce "Niezwykłe katastrofy XX wieku" Andrzeja Grobickiego
[2] http://www.deathcamps.org/gas_chambers/gas_chambers_vans_de.html
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Happy_Land_fire
[4] http://www.rp.pl/artykul/80451.html?print=tak