медицинский каталог




Химические элементы в физиологии и экологии человека

Автор А.В.Скальный

сть, медицина

Среднее содержание

в окружающей среде (%, биосфера): 63,2 [1]

Содержание в атмосфере: 23,1 %

Содержание в литосфере: 465000 мг/кг [ 10]

Содержание в почве: 490000 мг/кг [ 10]

Содержание в гидросфере: 859000 мг/л [10]

Применение кислорода и его соединений

Кислород является жизненно важным химическим элементов почти для всех живых организмов, кроме анаэробных бактерий и обитателей специализированных глубоководных биоценозов, чья энергетика основана на продуктах вулканической деятельности. Для большинства живых существ основная функция кислорода — обеспечение дыхания путем окисления органических соединений с образованием в конечном итоге углекислого газа и воды. Освобожденная при этом энергия используется для протекания жизненных процессов.

В промышленности кислород используется для сварки и резки металлов, как окислитель ракетного топлива, в качестве реактива в химических процессах и т. д. Кислород применяется в аппаратах дыхания, в так называемых «кислородных подушках». Обогащенный кислородом воздух используется в различных металлургических процессах, для газификации бурого угля под давлением и др. Химическое присоединение кислорода называется окислением (медленное окисление — это процесс усвоения пищи организмом, гниения органических остатков, образования ржавчины и старения резины, а быстрое окисление — это горение). Озон Оз — используется для обеззараживания питьевой воды (озонирование), обезвреживания промышленных сточных вод, в качестве дезинфицирующего средства в медицине. Озоновый слой в стратосфере обеспечивает защиту жизни на Земле от ультрафиолетового излучения. Изотоп кислорода 150 входит в состав соединений, с помощью которых проводят исследования функции легких (их вентиляцию), изучают скорость кровотока, процесс

Здесь и далее в квадратных скобках приведены ссылки на источники согласно списка литературы для глав 3-7.

поглощения кислорода организмом, его метаболизм в миокарде и головном мозге.

В медицине кислород используют для ингаляций при затрудненном дыхании, состояниях кислородной недостаточности, отравлении угарным газом и цианидами. В лечебных целях применяют дозированное воздействие кислорода на организм под повышенным давлением (гипербарическая оксигенация), в результате чего улучшается гемодинамика и кислородное снабжение тканей. При сердечно-сосудистых заболеваниях для улучшения обменных процессов в желудок вводят кислородную пену («кислородный коктейль»). Подкожное введение кислорода используют при трофических язвах, слоновости, гангрене. Также применяется искусственное обогащение озоном воздуха для его обеззараживания и дезодорации. Озонирование питьевой воды используется для ее очистки и обеззараживания. Радиоактивный изотоп кислорода 150 используют для исследований скорости кровотока, легочной вентиляции и обмена кислорода в миокарде и головном мозге. Атомы кислорода являются составной частью молекул множества лекарственных средств.

Физиологическая роль кислорода

Содержание кислорода в организме взрослого человека составляет около 62% от массы тела (43 кг на 70 кг массы тела).

Вместе с водородом кислород образует молекулу воды, содержание которой в организме взрослого человека в среднем составляет около 55-65%.

Кислород входит в состав белков, нуклеиновых кислот и других жизненно-необходимых компонентов организма. Кислород необходим для дыхания, окисления жиров, белков, углеводов, аминокислот, а также для многих других биохимических процессов.

Обычный путь поступления кислорода в организм лежит через легкие, где этот биоэлемент проникает в кровь, поглощается гемоглобином и образует легко диссоциирующее соединение — оксигемоглобин, а затем из крови поступает во все органы и ткани. Кислород поступает в организм также и в связанном состоянии, в виде воды. В тканях кислород расходуется преимущественно на окисление различных веществ в процессе их метаболизма. В дальнейшем почти весь кислород метаболизируется до углерода диоксида и воды, и выводится из организма через легкие и почки.

Кислород: основные эколого-физиологические данные

Суточное поступление

с продуктами питания: 2600 г (муж.), 1800 г (жен.) [9]

Суточное поступление

своздухом: 920 г (муж.), 600 г (жен.) [9]

Резорбция (%): ~ 100% [7]

Суточное выведение [7]:

своздухом: 920 г (муж.), 600 г (жен.)

с мочой: 1300 г (муж.), 1100 г (жен.)

скалом: 100 г (муж.), 90 г (жен.)

с потом: 580 г (муж.), 370 г (жен.)

прочие: 780 г (муж.), 530 г (жен.)

Период полувыведения из организма: 14 суток [7]

Число атомов в теле человека: 1,7х 1027

Число атомов в одной клетке: 1,7x1013

Среднее содержание в человеческом организме [2]:

кг/70 кг: 43 [8]

волосы: 300000 мг/кг [12]

Токсическая доза для человека: токсичен в виде 03 [8] ПДК: Озон

ПДКрз 0,1 мг/м3 ПДКсс 10"5мг/м32

V "jr*-WSSS\^v+-4 Ь^««ч^«>^»!№^ *ч\Ч*»Ч- < xw \>?-№S *»^4Sb, WSSsXvtWS-sx v^-irfs чч\.:&«^?>А$4№(^

С. УГЛЕРОД

лат.: carboneum, англ.: carbon, нем.: Kohlenstoff Углерод известен с доисторических времен, его название происходит от лат. carbo (уголь).

Углерод при обычных условиях химически инертен. В природе в чистом виде встречается в виде графита, угля, алмаза. Значительное количество углерода содержится в горючих ископаемых (природный газ, нефть, уголь, горючие сланцы), в углеродсодержащих минералах (кальцит, арагонит, доломит и др.). В круговороте углерода в природе участвуют растения, животные, человек, горючие ископаемые и негорючие минералы, а также углекислый газ атмосферы.

Атомы углерода обладают способностью образовывать цепи типа «углерод-углерод» любой длины и различной степени раз-ветвленности; эти цепи могут замыкаться в кольца (циклические разновидности углеводородов). Углерод способен к образованию неограниченного количества структурных и пространственных соединений с электронположительными и электронотрицатель-ными элементами. В настоящее время известно несколько миллионов органических соединений; на углеродной основе построена вся жизнь на земле. Соединения углерода (углеводы, белки, жиры, ДНК и РНК, гормоны, амино- и карбоновые кислоты) участвуют в построении всех тканей организма, обеспечении жизнедеятельности животных и растений.

Атомный номер: 6

Атомная масса: 12,0107

Основные степени окисления

в естественных условиях: -4,2,4

Место в системе элементов: IV группа

Мировые запасы [1] (т): Зх 106 (природный газ);

1,1х1012(уголь);

1,1x1011 (нефть)

Мировое производство [1] (т/год): 8х 109

Виды промышленности, Практически все виды

где используется элемент: промышленности

1Гп-пгг'-| liiinrrmrrinmrr п~п rnnm "nn-i-iinrnnppnTrinfuiТРППШТПГnriiinnnaТЦ-Щinnnmnfimwrrnn*nnpnaanBiinfiinr>pnn«oniionniipTnnn>nBrntnnfinrinrnnrifпгггт-nnitriiiiiiirinnnMiitprrniiinwimfяппmnfwwnnnniinrwiniiinnnnnnnnnninnnrj'innrrnnnnmnrminnnmnnmn ищи oiiiiiifrnnrnniinoiionnnriniifiiiiiiniriiiiiiinmiiHiwiiiiifiiifi

Среднее содержание

в окружающейсреде(%, биосфера): 0,44 [1]

Содержание в литосфере: 320 мг/кг

Содержание в почве: 20000 мг/кг [ 10]

Содержание в морской воде: 28 мг/л [10]

Содержание в пресной воде: 11 мг/л [10]

Применение углерода и его соединений в промышленности и медицине

В отличие от атомов других элементов, атомы углерода могут соединяться в цепи и циклы, что является причиной образования огромного количества углеродсодержащих соединений, которых насчитывается свыше 5 миллионов. Ежегодно синтезируется около 250000 новых соединений углерода.

Алмаз применяют для изготовления бриллиантов, режущих инструментов (напр., для резки стекла), в качестве опоры

для подшипников.

Графит — используют для изготовления стержней в карандашах, плавильных тиглей, электродов, в качестве замедлителя в ядерных реакторах, пигмента, добавок в антикоррозионные краски.

Сажа — используется в качестве компонента при изготовлении резины, в том числе автопокрышек, крема для обуви, печатных красок, туши, а также сухих гальванических элементов.

Активный уголь — применяется для очистки, разделения и извлечения различных веществ, таких как бензол, ксилол, растворители и ряд других, для очистки этанола от сивушных масел, обесцвечивания паточного сиропа, обеззараживания воздуха (напр., в противогазах). В медицине активный уголь используется как сорбирующее средство и широко применяется в токсикологии и гастроэнтерологии.

Монооксид углерода СО — очень ядовитое соединение (смертельная доза в вдыхаемом воздухе составляет всего 0,2%). Молекула монооксида углерода прочнее кислорода и способна связываться с гемоглобином, что нарушает поступление кислорода в ткани организма. Используется в производстве метанола, карбо-нилов,углеводородов.

Технические газы, содержащие СО, применяют в качестве горючего газа и в синтезе аммиака (воздушный или генераторный газ, смешанный газ, коксовый газ, бытовой газ).

Диоксид углерода (углекислый газ, СО2) — ассимиляция этого соединения в процессе фотосинтеза при поглощении солнечной энергии приводит к образованию органических веществ (в первую очередь — глюкозы) и выделению в атмосферу кислорода. Используется для промышленного синтеза многих химических продуктов (карбамида, салициловой кислоты и др.), для сварки, приготовления газированных напитков и как охлаждающий агент (сухой лед).

Карбиды — используются для выделения ацетилена С2Н2 (карбид кальция СаС2), метана СН4 (карбид алюминия А14С3). Карбид является компонентом стали и чугуна (карбид железа FeC3).

Угольная кислота и ее соли — карбонат натрия Na2C03 (кальцинированная сода), карбонат калия К2С03 (поташ), гидрокарбонат натрия NaHC03 (питьевая сода), гидроксид-карбонат свинца 2РЬС03*РЬ(0Н)2 (свинцовые белила).

Фосген CCI2O — применяется в синтезе полиуретанов.

Карбамид (мочевина) CO(NH2)2 — азотное удобрение и добавка в корма, используется в производстве моющих средств, для получения меламинных и карбамидных смол. У людей и млекопитающих карбамид является конечным продуктом белкового обмена (в норме человек ежедневно выделяет 25-30 г мочевины).

Циан C2N2 и его про

страница 11
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Скачать книгу "Химические элементы в физиологии и экологии человека" (6.08Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]


Химический каталог Rambler's Top100

Copyright © 2009
(21.07.2019)