Oxid dusný
Oxid dusný
Látka: Oxid dusný
| Oxid dusný (N2O) | |
|---|---|
| další názvy | rajský plyn |
| číslo CAS | 10024–97–2 |
| chemický vzorec | N2O |
| ohlašovací práh pro úniky | |
| do ovzduší (kg/rok) | 10000 |
| do vody (kg/rok) | - |
| do půdy (kg/rok) | - |
| prahová hodnota pro přenosy | |
| v odpadních vodách (kg/rok) | - |
| v odpadech (kg/rok) | - |
| rizikové složky životního prostředí | ovzduší |
| věty R | |
| R8 | Dotek s hořlavým materiálem může způsobit požár |
| věty S | |
| S38 | V případě nedostatečného větrání používejte vhodné vybavení pro ochranu dýchacích orgánů |
Základní charakteristika
Oxid dusný je za normálních podmínek bezbarvý nehořlavý plyn (teplota varu -88ºC) s příjemnou, mírně nasládlou vůní. Je běžně známý pod názvem „rajský plyn“, vzhledem k jeho působení při inhalaci vedoucímu k radostné náladě a případně ke spontánnímu smíchu exponovaných osob. Hmotností je srovnatelný se vzduchem (jeho hustota je 1,25 kg.m-3 oproti 1,29 kg.m-3 vzduchu při 101,325 kPa a 20ºC).
Použití
Oxid dusný je slabší celkové anestetikum, které musí být pro
dosažení a udržení narkózy podáno inhalací v poněkud větší
dávce. Vykazuje však velmi nízkou toxicitu při krátkodobé expozici a je
vynikající analgetikum. Uvedených vlastností se využívá
v medicíně. Směs oxidu dusného s kyslíkem (1:1)
známá například pod obchodním názvem „Entonox“ je využívána
například při porodech, zubních zákrocích a v akutní medicíně.
Pro celkovou narkózu je využívána směs oxidu dusného s kyslíkem 4:1
v kombinaci s ještě účinnějšími látkami jako je Sevofluran,
Isofluran a Halothan.
Další využití našel oxid dusný v potravinářském
průmyslu, kde je využíván jako hnací plyn ve sprejích
(například u šlehaček) a jako inertní atmosféra například ve
„snack“ výrobcích (chipsy a pod.).
Oxid dusný je využíván i jako oxidovadlo.
Konkrétně se toto využití týká například raketových motorů nebo
speciálních přístrojů (atomové absorpční spektrometry pracující
s plamenem acetylén-oxid dusný). Oxidačních vlastností se využívá
i v závodních spalovacích motorech, kde vstřikování oxidu dusného
podstatně zvyšuje výkon.
Zdroje emisí
Oxid dusný je emitován do prostředí jak přírodními, tak antropogenními cestami. Mezi přírodní procesy uvolňující oxid dusný patří především nitrifikace a denitrifikace probíhající v půdách a vodách činností mikroorganismů.
Hlavní antropogenní zdroje emisí oxidu dusného lze jmenovat následující:
- zemědělská činnost (hlavně používání dusíkatých průmyslových hnojiv poskytujících zdroj dusíku pro nitrifikaci a denitrifikaci);
- výroba kyseliny dusičné a adipové (surovina pro výrobu nylonu);
- spalovací procesy v energetice a dopravě (málo významné zdroje emisí);
- raketová a letecká technika (přímé emise do vyšších vrstev atmosféry).
Emise z dopravy jsou sice relativně malé a nevýznamné, však stále vzrůstají s rostoucím počtem automobilů vybavených třícestnými katalyzátory, které produkují naopak více oxidu dusného.
Dopady na životní prostředí
Hlavni dopad oxidu dusného na životní prostředí spočívá jeho
schopnosti absorbovat infračervené záření zemského povrchu, čímž se
řadí mezi tzv. skleníkové plyny, tedy látky podílející
se na vzniku skleníkového efektu s důsledky v globálním
oteplování Země. Jeho potenciál přispívat k intenzifikaci
skleníkového efektu (tedy schopnost molekul absorbovat unikající
infračervené záření zemského povrchu) je ve srovnání s nejvíce
diskutovaným oxidem uhličitým zhruba 270–310 x vyšší.
Ve velkých výškách (30 km) je fotochemicky rozkládán na dusík a
kyslík. Malá část (~10%) je však rozkládána na oxid dusnatý (NO).
Součástí reakcí oxidu dusného jsou i reakce s ozonem, proto se
řadí i mezi látky poškozující ozonovou vrstvu
Země.
Oproti oxidům dusíku (NOx) se však jedná o látku
považovanou za neškodnou. Jeho průměrné koncentrace v ovzduší se
pohybují mezi 0,24.10-4obj.% a 0,29.10-4% obj.
Dopady na zdraví člověka, rizika
Expozice vyšším koncentracím oxidu dusného může dráždit oči, nos a
hltan s následným kašlem či dušností. Exponovaná osoba se může
cítit malátně, unaveně a ospale. Vysoké koncentrace způsobují
bezvědomí a velmi vysoké koncentrace mohou být i smrtelné.
Existuje podezření na teratogenitu (poškození vývoje
plodu), zatím však bylo toto působení zjištěno pouze u zvířat.
V běžném prostředí je však koncentrace oxidu dusného velice nízká
a nepředstavuje prakticky žádné riziko.
V České republice platí pro oxid dusný následující limity
v ovzduší pracovišť
PEL - 180 mg.m-3,
NPK – P -
360 mg.m-3.
Celkové zhodnocení nebezpečnosti z hlediska životního prostředí
Oxid dusný vykazuje vlastnosti skleníkového plynu a látky poškozující ozonovou vrstvu Země. I když jeho emise nejsou ve srovnání s jinými plynnými látkami nejvýznamnější, tyto vlastnosti vyžadují, aby byly emise oxidu dusného monitorovány.
Důvody zařazení do registru
- nařízení o E-PRTR
- rozhodnutí o EPER
- UNFCCC – Kyóto
Způsoby zjišťování a měření
Emise oxidu dusného je možné odhadnout bilancí z jeho spotřeby
v dané technologii výroby a použití (chemické výroby,
potravinářství). Pokud je přítomen například v odpadních plynech,
je možné jeho koncentraci analyticky stanovit a následně ze znalosti objemu
vypuštěného plynu spočítat emise. Stanovení koncentrace oxidu dusného
v ovzduší není vzhledem k jeho nereaktivnosti jednoduché a není
ani příliš často prováděno s výjimkou speciálních případů.
Ohledně měření je třeba se obrátit buď na komerční laboratoře nebo na
specializovaná pracoviště (VŠCHT Praha).
Ohlašovací práh 10 000 kg ročně odpovídá při
hypotetické koncentraci v plynu 1% obj. objemu plynu téměř 550 000 m3 (za teploty 20ºC a tlaku 101,325 kPa).
Informační zdroje
- Encyklopedie Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Nitrous_oxide
- Scorecard, The Pollution Information Site, http://www.scorecard.org/chemical-profiles/summary.tcl?edf_substance_id=10024–97–2
- Hazardous Substance Fact Sheet, New Jersey Department of Health and Senior Sevices, http://web.doh.state.nj.us/rtkhsfs/indexfs.aspx, http://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/1399.pdf
- Milan Popl, Jan Fähnrich: Analytická chemie životného prostředí, VŠCHT Praha, 1999
- Ivan Víden: Chemie ovzduší, VŠCHT Praha, 2005
- Ekotoxikologická databáze, http://www.piskac.cz/ETD
- Environment Agency, http://www.environment-agency.gov.uk/business/topics/pollution/440.aspx.(externí odkaz)
- VanLoon G.W., Duffy S.J.: Environmental Chemistry a Global Perspective, Oxford University Press, 2005