informacje



czwartek, 15 grudnia 2011

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


Brak komentarzy:

Prześlij komentarz