Ugljen monoksid - tihi ubica

Svake godine stotine ljudi u svetu umre od posledica trovanja ovim prostim gasom, a nekoliko hiljada se hospitalizuje. Gas nastaje sagorevanjem raznih vrsta goriva, drveta, ulja, parafina. To je ugljen monoksid.

Stvaranje

Kada ugljovodonična goriva sagorevaju, uz dovoljno vazduha, nastaju ugljen dioksid i voda.

CH₄ + 2O₂ -> CO₂ + 2H₂O

Međutim, ako je iz nekog razloga priliv vazduha smanjen, umesto ugljen dioksida nastaje ugljen monoksid.

2CH₄ + 3O₂ -> 2CO + 4H₂O

U takvim reakcijama se, ipak, stvara smeša gasova (ugljen dioksid i ugljen monoksid).

Ugljen monoksid (CO) je gas bez boje, mirisa i ukusa. To je osnovni razlog zbog kog je veoma opasan - ničim ne odaje svoje prisustvo. Stvara se u motorima automobila, u neispravnim šproteima na gas (ili drva), grejačima, požarima, ili pri sagorevanju ugljovodonika (ili druge organske supstance) u prostoriji sa lošom ventilacijom. Takođe je prisutan u duvanskom dimu. Ugljen monoksid se može detektovati pomoću posebnih detektora.

Uticaji na zdravlje

Po zakonu, koncentracija CO ne bi smela da bude veća od deset molekula na milion molekula vazduha (10ppm), iako se očigledni simptomi mogu videti tek pri 70ppm. Problem je i u prepoznavanju simptoma jer oni su ponekad slični simptomima obične prehlade. Koncentracije preko 150-200ppm prouzrokuju disorijentaciju, nesvesticu, pa čak i smrt. Neke grupe ljudi (sa anemijom, trudnice, stari ljudi, deca) su osetljivije i već pri nižim koncentracijama pokazuju znake trovanja.

Zašto je ugljen monoksid toliko opasan?

Kada dišemo, kiseonik ulazi u pluća. Prenosi se pomoću crvenih krvnih zrnaca do svih delova tela. Najvažnija supstanca za prenos kiseonika je hemoglobin, metaloprotein, koji u sebi sadrži gvožđe povezano u hem grupe. Gvožđe je u +2 oksidacionom stanju, dakle može biti i dalje oksidovano do +3. Ovo omogućava da svaka hem grupa (u proteinu ih ima 4) veže za sebe po jedan molekul kiseonika. To mojemo predstaviti i simbolički:

Hb + 4O₂  Hb(O₂)₄

Hemoglobin za koji je vezan kiseonik i koji sadrži gvožđe u +3 stanju jeste oksihemoglobin. On je izrazito crvene boje. Putujući po telu, on drugim ćelijama predaje kiseonik. To se vrši pomoću još nekoliko proteina, sličnih hemoglobinu (imaju hem grupu) koji prenose kiseonik unutar same ćelije.

Kiseonik se vezuje u plućima, a oslobađa se u ćelijama te je ceo proces povratan.

Ugljen monoksid je toksičan jer ometa taj proces. CO se za hemoglobin vezuje 200 puta bolje! Dakle, čak i dok je koncentracija kiseonika mnogo, mnogo veća, za hemoglobin će se vezivati ugljen monoksid. On stvara karboksihemoglobin. Taj proces se može simbolički prikazati:

Hb + CO -> HbCO

Pošto se CO vezuje mnogo jače za hemoglobin, kiseoniku ostaje daleko manje mesta da se veže. No, CO vezivanjem čini mnogo gore - menja preostale tri hem grupe na koje se može vezati kiseonik, ali se on ne može otpustiti u ćelije. Na ovaj način prestaje sa radom sistem za transport kiseonika.

Problem je još veći kod nerođenih beba, čiji hemoglobin još lakše vezuje CO, te doze koje nisu otrovne za mejku mogu biti opasne.

Lečenje

Da bi se otrovana osoba oporavila, potrebno da se proces okrene, odnosno ako se karboksihemoglobin raspadne. To se može desiti za oko 5-6h posle prestanka udisanja CO. U mnogim slučajevima, dakle, pomaže i svež vazduh, međutim ponekad je potrebno i bolničko lečenje (pacijentu se daje čist kiseonik što pomaže da se veze lakše raskidnu).

Izvor:

• Inspirational Chemistry