VI.A skupina - skupina kyslíku

Kyslík O

Kyslík je biogenním prvkem, je obsažen v oxidech, hydroxidech, kyselinách, jejich solích a v organických sloučeninách.

Plynný kyslík O₂

Plynný kyslík je úhrnem 21% obsažen ve vzduchu. Je-li jeho obsah ve vzduchu menší, objevují se problémy a při nedostatku kyslíku dochází k dušení. Ale též nadbytek kyslíku působí problémy.

Ozon O₃

Ozon je vysoce toxický a reaktivní plyn. Asi 90% atmosférického ozonu je přítomno v části stratosféry - v ozonosféře, která se nachází ve výšce asi 20 až 25 km. Zde ozon vzniká působením UV záření. Pro život na zemi je tento ozon významný, neboť zachycuje velkou část ultrafialového záření. To je nebezpečné pro zdraví člověka (způsobuje rakovinu kůže a poškození rohovky), ale i pro zelené rostliny (inhibuje fotosyntézu a způsobuje odumírání tkání). Zbylých asi 10% ozonu se vyskytuje v nižších vrstvách atmosféry. V posledních letech se zvyšuje zejména obsah tzv. přízemního ozonu, což je způsobeno zejména znečištěním ovzduší uhlovodíky a oxidy dusíku, které mohou být díky fotochemickým reakcím příčinou vzniku ozonu.

Ozon je škodlivý zejména tvorbou velmi reaktivních volných radikálů (částic s nepárovým elektronem), které vznikají při interakci ozonu s thiolovými skupinami enzymů. Ty způsobují oxidační stres v tkáních dýchací soustavy, jeho důsledkem je zvýšená propustnost membrán buněk epitelů.

Ozon je pro organismy při přímém styku velmi škodlivý. Dráždí dýchací cesty a může vyvolat až plicní edém s fatálním průběhem. Cílovým místem působení je tedy dýchací soustava. Při chronické expozici ozonu může vznikat až zánět průdušek popřípadě jiná plicní onemocnění. Ozon rovněž zvyšuje citlivost plic vůči alergenům jako je histamin či acetylcholin. Působí též nepříznivě na centrální nervovou soustavu, což se projevuje podrážděností, bolestmi hlavy a únavou.

Jako antidota ozonu byly již u laboratorních zvířat úspěšně zkoušeny sloučeniny s -SH skupinami a také některé antioxidanty (látky, vychytávající volné radikály), jako např. kyselina askorbová či α-tokoferol. U člověka však ochranné účinky těchto látek prokázány nebyly. Nejvyšší přípustnou koncentrací ozonu je 100 až 120 µg/m³

Peroxid vodíku H₂O₂

Peroxid vodíku je silné oxidační činidlo, poškozuje tkáně. Při poleptání se objevuje typické zabarvení kůže do běla. Jeho 3% roztok je používán v lékařství jako dezinfekční prostředek.

Síra S

Síra sama je nejedovatá, zato však tvoří řadu toxických sloučenin.

Sulfan H₂S

Sulfan (sirovodík) je bezbarvý plyn, těžší než vzduch, takže se hromadí v nejnižších částech místnosti. V nižších koncentracích páchne charakteristicky po zkažených vejcích. Ve vyšších koncentracích není čichem postřehnutelný, neboť ochrnuje zakončení čichového nervu, takže jej exponovaná osoba přestává vnímat. Vzniká při hnití organických látek, obsahujících bílkoviny (vzniká odbouráváním cysteinu, hodně cysteinu obsahují např. vejce, takže ve skutečnosti nepáchne sulfan po shnilých vejcích, ale shnilá vejce po sulfanu). Hromadí se především v odpadních jámách a kanálech. V laboratoři vzniká při rozkladu sulfidů kyselinami. Je vysoce toxický, akutní toxicitou je srovnatelný s kyanovodíkem.

Sulfan se dobře vstřebává plícemi. V krvi se rychle oxiduje na thiosírany a sírany. Mechanismus účinku sice není přesně znám. Sulfan inhibuje cytochromoxidasu a s methemoglobinem vytváří komplex sulfmethemoglobinu. Toxické účinky jsou založeny na poškození buněčného metabolismu s následným nedostatkem kyslíku.

Příznaky otravy jsou podobné jako při otravě kyanidy. Nejvíce postiženou je tedy nervová soustava, dostavují se bolesti hlavy, únava... Sulfan má navíc lokálně dráždivé účinky, dráždí zejména dýchací cesty a oči. Nižší koncentrace vyvolávají křeče a bezvědomí s poměrně rychlým zotavením. Může vznikat edém plic. Při vyšších koncentracích sulfanu upadá otrávený do bezvědomí okamžitě již po několika vdechnutích, smrt přichází rychle vinou ochrnutí dýchacího centra. Chronický kontakt se sulfanem může vést k poškození rohovky.

Při akutní otravě sulfanem je zejména třeba udržet dýchání. Dále se mohou podat dusitany (podobně jako při otravě kyanidy).

Oxid siřičitý SO₂

Oxid siřičitý je dráždivý plyn, který se dostává do vzduchu zejména při spalování méně kvalitního uhlí. Působí dráždivě zejména na horní cesty dýchací, dostavuje se kašel, v těžších případech může vzniknout až edém plic. Menší koncentrace vyvolávají záněty průdušek, astma a záněty průdušek. Chronická expozice oxidu siřičitému negativně ovlivňuje krvetvorbu, způsobuje rozedmu plic, poškozuje srdeční sval, negativně působí na menstruační cyklus. Značně toxický je oxid siřičitý pro rostliny, neboť reaguje s chlorofylem a narušuje tak fotosyntézu. Nejvyšší přípustné koncentrace oxidu siřičitého ve vzduchu v průběhu 24 hodin jsou 0,15 µg/m³ a krátkodobě 0,5 µg/m³.

Oxid sírový SO₃

Oxid sírový má silnější dráždivé účinky než oxid siřičitý. Vzniká i v atmosféře oxidací oxidu siřičitého za spoluúčastí pevných částic. Ve vlhkém vzduchu tvoří mlhu kyseliny sírové, která leptá dýchací cesty.

Kyselina sírová H₂SO₄

Kyselina sírová je silnou kyselinou s dehydratačními účinky. Leptá pokožku i sliznice a rány se špatně hojí. Může působit též uhelnatění tkání.

Sírany SO₄^-, siřičitany SO₃^- a thiosírany S₂O₃^-

Sírany jsou vesměs netoxické, záleží však na kationtu. Siřičitany a thiosírany taktéž jedovaté nejsou.

Organosulfáty

Organické estery kyseliny sírové patří jsou prudce jedovaté. Jejich vdechování může způsobovat edém plic. Potřísněním pokožky vznikají dlouho a těžce se hojící vředy. Mají též mutagenní a karcinogenní účinky. Snadno se likvidují reakcí se čpavkem, při každé práci s organosulfáty by měla poblíž stát otevřená mísa se čpavkem, jehož páry reagují s parami esterů a fakt, že cítíme čpavek, je pro nás ujištěním, že nevdechujeme páry esterů kyseliny sírové.