اثرات مونوکسید کربن بر روی انسان و گیاهان Carbon Monoxide

اثرات مونوکسید کربن بر روی انسان و گیاهان Carbon Monoxide

بنام خدا و با سلام ؛ در زیر مجموعه آلاینده های هوا از سایت مهندسی بهداشت محیط ایران ، به موضوع مونوکسید کربن و تاثیرات این الاینده بر روی گیاهان و انسان پرداخنه ایم . که می توانید در ادامه همین مطلب با ما همراه باشید .

مقدمه :

منوكسيدكربن (CO) گازي بيرنگ، بيبو و بسيار پايدار ميباشد .

زمان ماند آن در اتمسفر 2-4 ماه ميباشد.

مونوکسید کربن سهم ناچیزی در گازهای تشکیل دهنده تروپوسفر دارد .

غلظت زمينه اي گاز منوكسيدكربن در جهان در محدوده 50 -120 ppb قرار دارد.

غلظت زمينه اي منوكسيدكربن داراي تغييرات فصلي است، بطوريكه بيشترين غلظت CO در زمستان و كمترين غلظت در تابستان مشاهده ميشود.

بيشنرين منبع توليد كننده: وسايل نقليه شود.

در اتمسفر به آرامی به گاز دی اکسید کربن CO2 تبدیل می شود .

نقش بسيار كمي در واكنشهاي فتوشيميايي جهت توليد ازن دارد.

در كشور ايالات متحده در دهه هاي 1970 و 1980 حدود 70 درصد منوكسيدكربن منتشر شده با منشاء مصنوعي مربوط به حمل و نقل و بزرگراه ها بوده است.
در سال 1991 سهم حمل و نقل در انتشار منوکسید کربن به 58 درصد تقلیل یافت ، علت اين امر نصب سيستم هاي كنترلي بر روي وسايل نقليه جديد است.
اين در حالي است كه افزايش تعداد اتومبيل ها و مسافت طي شده توسط آنها تا حدودي اثر استفاده از سيستم هاي كنترل انتشار CO در وسايل نقليه را كاهش داده است.

بر اساس اعلام US EPA پس از سال 1970 تا 2011 و بعد از وضع قانون هواي پاك در آمريكا، علي رغم اينكه مصرف انرژي 47درصد، جمعيت 53درصد، مسافرت با انواع خودروها 165درصد و ميزان توليد ناخالص 219 درصد افزايش داشته است؛ ولي انتشار 6 آلاينده اصلي ( ذرات معلق، سرب، مونوكسيدكربن، دي اكسيد نتيروژن، دي اكسيد گوگرد و ازن) 72درصد كاهش داشته است.

با مقايسه مقادير غلظتي آلاينده ها بين سالهاي 1980 الي 2010 مشخص گرديده است كه مقدار آلاينده به شرح زير كاهش چشمگير داشته است: سرب 90درصد، مونوكسيد كربن 82درصد، دي اكسيد سولفور (متوسط 24 ساعته) 76درصد، دي اكسيد نيتروژن (متوسط ساليانه) 52درصد، ازن 28 درصد و غلظت متوسط 24 ساعته ذرات معلق 29 درصد.

بر اساس بررسي هاي بعمل آمده استاندارد شدن انتشار آلودگي از خودروها يكي از دلايل عمده كاهش غلظت مونوكسيد كربن در ايالات متحده بشمار مي رود

اثرات منوكسيد كربن بر روي مواد و گياهان :

مطالعات صورت گرفته نشان ميدهد كه حضور CO با غلظت كمتر از ppm 100 در مدت تماس 1-3 هفته هيچگونه اثر مخربي بر روي گياهان ندارد. و غلظت COبه ندرت حتي در كوتاه مدت در محيط به اين مقدار مي رسد.

منوكسيدكربن اثر مخربي بر روي مواد نيز ندارد.

اثرات منوكسيد كربن بر روي سلامتي انسان :

• منوكسيدكربن گازي سمي است كه از اكسيژن رساني به بافتها جلوگيري ميكند.
• استنشاق هوا با غلظتهاي بالاي CO (بالاتر از 750 ppm) منجر به مرگ خواهد شد.
• منوكسيدكربن با هموگلوبين تركيب شده و كربوكسي هموگلوبين توليد ميشود.
• از تركيب اكسيژن با هموگلوبين نيز اكسي هموگلوبين توليد ميشود.
• ميل تركيبي هموگلوبين با منوكسيدكربن 240 برابر ميل تركيبي آن با اكسيژن است.
• بنابراين براي اشباع هموگلوبين با منوكسيدكربن، فشار جزئي آن بايد تنهــا 1/240 (يك دويست و چهلم) فشار جزئي اكسيژن باشد.

کربوکسی هموگلوبین

اگر هموگلوبین در تماس با مخلوطی از گازهای اکسیزن O2 و CO  باشد ، نسبت کربوکسی هموگلوبین به اکسی هموگلوبین تشکیل شده از رابطه زیر محاسبه می گردد :

M : ثابتي است كه براي خون انسان برابر 240 مي باشد.

Pco و Po2 : به ترتيب فشار جزئي منوكسيدكربن و اكسيژن در هواي تنفسي است .

بدين ترتيب مقدار كربوكسي هموگلوبين خون متناسب با غلظت CO در هواي استنشاقي است. خوشبختانه واكنش تشكيل COHb در جريان خون، واكنشي برگشت پذير است. بعد از قطع مواجهه با CO منوكسيدكربن تركيب شده با هموگلوبين آزاد شده و پس از گذشت مدت 2-6 ساعت نصف منو کسيد كربن خون از بين ميرود.

جدا از مونواكسيد كربن توليدي در محيط خارج، مقدار COHb در بدن حدود 0/4 درصد مي باشد .

مسئله: اگر غلظت منوكسيدكربن در هواي استنشاقي 100 ppm باشد، چند درصد از هموگلوبينهاي خون به صورت كربوكسي هموگلوبين هستند؟

در شكل زیر ميزان كربوكسي هموگلوبين خون را به صورت تابعي از غلظت CO در هواي تنفسي و مدت زمان تماس نشان ميدهد. مطابق اين
شكل، تماس با منو اکسید کربن با غلظت 40 ppm به مدت 2 ساعت منجر به تشكيل كربوكسي هموگلوبين به ميزان 2 درصد ميشود.

همچنين تماس با منوكسيدكربن با غلظت 100 ppm به مدت 2 ساعت منجر به تشكيل كربوكسي هموگلوبين به ميزان 5 درصد ميشود. همانطور كه قبلاً گفته شد، اثر مستقيم تشكيل كربوكسي هموگلوبين كاهش ظرفيت انتقال اكسيژن بوسيله خون ميباشد. شواهدي وجود دارد كه در لسآنجلس افزايش غلظت منوکسید کربن به 10-15 ppm به مدت 24 ساعت موجب افزایش  مرگ و مير شده است.

ميزان كربوكسي هموگلوبين خون به صورت تابعي از غلظت CO در هواي تنفسي و مدت زمان تماس

• حداكثر غلظت مجاز منوكسيدكربن در محيطهاي كاري براي مدت تماس 8 ساعت 50 ppm می باشد .
• غلظت 100 ppm منوكسيدكربن موجب گيجي، سردرد و بيحالي ميشود.
• گفتني است كه دود سيگار حاوي منوكسيدكربن با غلظت 400-450 ppm است.
• ميزان كربوكسي هموگلوبين در خون افراد سيگاري به تعداد سيگار استعمال شده در روز بستگي دارد و با افزايش تعداد مصرف سيگار، ميزان تشكيل كربوكسي هموگلوبين افزايش مييابد.
• موتورسواران و تونلها
• منوكسيدكربن يك سم تجمعي نميباشد، اين بدان معني است كه تماس طولاني مدت با غلظتهاي پايين اين گاز منجر به سميت مزمن نميشود.

غلظتهاي كم تا متوسط مونوکسید کربن افراد حساس را با برخي عوارض مواجه ميكند. مبتلايان به بيماريهايي كه ظرفيت انتقال اكسيژن بوسيله خون را كاهش ميدهد (آنمي و بيماريهاي قلبي- تنفسي)، افراد حساس به منوكسيدكربن را تشكيل ميدهند و زنان باردار. تماس با غلظتهاي پايين منوكسيدكربن (ppm 10-50 ) در تخمين فواصل و بينايي اختلال ايجاد ميكند. اين اختلالات در رانندگان اتومبيل احتمال وقوع تصادف را افزايش ميدهد.

بطور كلي ميزان كربوكسي هموگلوبين خون بايد زير 2 درصد باشد (بجز در فواصل زماني بسيار كوتاه)، استاندارد كيفيت هواي آزاد نيز بر اين اساس و بصورت زير تعريف شده است:

ميانگين 8 ساعته غلظت منوكسيدكربن 9 ppm و ميانگين 1 ساعته غلظت 35  ppm منوكسيدكربن

اثرات بهداشتي تماس با غلظتهاي مختلف CO در جدول زير مشاهده ميشود.

روش اندازه گيري مونوکسید کربن :

اندازه گيري CO در محيط بيرون Ambient ناشي از منابع متحرك و ثابت عمدتا به وسیله (Nondispesrive infrared) ی NDIR و GC با دتکتور FID و اکسیداسیون کاتالیستی انجام می گیرد .

روش توصيه شده توسط EPA براي CO محيط بيرون روش Nondispesrive infrared Spectroscopy می باشد .