| 词条 | 氨 |
| 释义 | § 简介 氨 氨，气态时称“氨气”，分子式为NH3，氮和氢的化合物，合成氨工业的主产品和炼焦工业的副产品。通常为无色气体，有强烈刺激性气味，能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜，人吸入过多，能引起肺肿胀，以至死亡。常温下加压可液化，临界温度132.9℃,临界压力11.38MPa,常压下冷却到－33.35℃时液化。液氨挥发性很强，气化时吸热很大,在－77.75℃时凝固成无色结晶。氨极易溶于水，并放出热量。氨的水溶液称为氨水,呈弱碱性,易挥发。能和很多物质发生反应，与酸作用可得相应的铵盐。对大部分物质没有腐蚀性，但在有水汽存在的条件下对铜、银等金属有腐蚀性。自燃点630℃,在空气中遇火能爆炸，常压、常温下在空气中的爆炸极限为16％～28％（体积）。 体内氨主要自氨基酸代谢产生，氨是毒性物质，血氨增多对脑神经组织损害最明显。虽然氨在人体内不断产生，但肝脏有强大能力将氨转变为无毒的尿素，维持人血中氨在极低浓度。 § 化学性质 1、NH3遇HCl气体有白烟产生,可与氯气反应。 2、氨水（混称氢氧化铵，NH3·H2O）可腐蚀许多金属，一般若用铁桶装氨水，铁桶应内涂沥青。 3、氨的催化氧化是放热反应，产物是NO，是工业制硝酸的重要反应，NH3也可以被氧化成N2。 4、NH3能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝。 电离方程式在水中产生少量氢氧根离子,呈弱碱性。 § 主要用途 NH3用于制氨水、液氨、氮肥（尿素、碳铵等）、HNO3、铵盐、纯碱，广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料、染料、制冷剂等。 氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12％。硝酸、各种含氮的无机盐及有机物中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。此外，液氨常用作制冷剂。 生产方法 氨 20世纪初，工业上开发了氰化法和合成氨法生产氨，前者因能耗远大于后者而被淘汰（见合成氨工业发展史）。目前,世界上的氨,除从焦炉气中回收一些外，绝大部分是在高压、高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得。氮气主要来源于空气；氢气主要来源于含氢和一氧化碳的合成气(纯氢也来源于水的电解)。由氮气和氢气组成的混合气即为合成氨原料气。从燃料化工来的原料气含有硫化合物和碳的氧化物，它们对于合成氨的催化剂是有毒物质（见催化剂中毒），在氨合成前要经过净化处理。 目前，世界上生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。1981年，全世界约有71％的氨产量是以天然气为原料生产的。中国、联邦德国有丰富的煤炭资源，主要以煤生产氨，中国用煤、焦炭为原料的合成氨产量约占总产量的60％以上。 天然气制氨：天然气先经脱硫，然后通过二次转化（见合成气），再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％(体积)，经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气（见合成氨原料气）,经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。 重质油制氨：重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸汽转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氨还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。 煤(焦炭)制氨：焦炭是早期合成氨生产的原料，现除中国、联邦德国外,其他国家已很少采用。煤直接气化(见煤气化)有常压固定床间歇气化、加压氧－蒸汽连续气化等多种方法。例如早期的哈伯－博施法合成氨流程(见图),以空气和蒸汽为气化剂,在常压、高温下与焦炭作用,制得含(CO+H2)/N2摩尔比为3.1～3.2的煤气，称为半水煤气。半水煤气经洗涤除尘后，去气柜,经过一氧化碳变换,并压缩到一定压力后,用加压水洗涤除去二氧化碳,再进一步用压缩机压缩后用铜氨液进行洗涤，以除去少量一氧化碳、二氧化碳，然后送去合成。如用水将氨吸收，所得产品为氨水。商品氨水浓度为15％～30％（质量）。如用冷凝法分离氨，所得产品为液氨，含氮82.3％。氨水和液氨均可直接用作肥料。 § 氨中毒分析 血氨增高原因 血氨清除不足 肝内鸟氨酸循环合成尿素是机体清除氨的主要代谢途径。当供给鸟氨酸循环的ATP不足，催化鸟氨酸循环的有关酶的活性降低，其循环所需底物严重缺乏，以及肠道吸收的氨经门—体分流直接进入循环等多个环节2作用，最终导致血氨的增高。 血氨生成增多 1.肠道产氨增多 肝病致吸收不良，血液循环不畅、胆汁水泌不够，食物消化不良致大量细菌繁殖增生，作用于肠道积聚的蛋白质及尿素，使产氨明显增多。2.肾衰致血液中的尿素等非蛋白氮含量高于正常，因而弥散至肠腔内的尿素大大增加，使产氨增多。3.烦躁不安、震颤等肌肉活动增强，使肌肉中的腺苷酸分解代谢增强，也是血氨产生增多的原因之一。 肠道PH降低\\尿液PH值升高：尿液中PH升高，则进入肾小管腔的NH3与H＋结合减少，则NH3以氨根离子的形式随尿排出的形式减少，致血氨升高。 肠道PH降低，氨根离子易于H＋结合生成NH3，而不易随粪便排出，使其吸收增加，致血氨浓度升高。 氨中毒机理 1.氨能够干扰脑细胞的能量代谢 氨抑制丙酮酸脱羧酶的活性，使乙酰CoA生成减少，影响三羧酸循环的正常进行；消耗大量 α－酮戊二酸和还原型辅酶Ι ，造成ATP生成不足；氨与谷氨酸结合生成谷氨酰胺的过程中大量消耗ATP。总之，氨耗大是ATP，又使得脑细胞ATP生成减少以抑制脑细胞。 2.脑内神经递质的改变 氨引起脑内谷氨酸、Ach等兴奋神经递质的减少，又使谷氨酰胺、γ—氨基丁酸等抑制性神经递质增多，从而造成对中枢神经系统的抑制。 3.对神经细胞的抑制作用 NH3干扰神经细胞膜上的Na- K-ATP酶，使复极后膜离子转动障碍，导致膜电位改变和兴奋性异常；NH3与K＋有竞争作用，影响Na K 在神经的细胞膜上的正常分布，从而干扰神经传导活动。 综上，氨中毒主要抑制中枢神经系统，正常情况下，中枢神经系统能够抑制外周的低级中枢，当中枢神经系统受抑制，使得其对外周低级中枢的抑制作用减弱甚至消失，从而外周低级中枢兴奋，出现一系列如肌随意性兴奋、角弓反射及抽搐等本能反应。 § 危害与预防 氨气危害表现 (1)吸入的危害表现。 氨的刺激性是可靠的有害浓度报警信号。但由于嗅觉疲劳，长期接触后对低浓度的氨会难以察觉。吸入是接触的主要途径，吸入氨气后的中毒表现主要有以下几个方面。 轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、喉痛、发音嘶哑。氨进入气管、支气管会引起咳嗽、咯痰、痰内有血。严重时可咯血及肺水肿，呼吸困难、咯白色或血性泡沫痰，双肺布满大、中水泡音。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后疼痛等。 急性吸入氨中毒的发生多由意外事故如管道破裂、阀门爆裂等造成。急性氨中毒主要表现为呼吸道粘膜刺激和灼伤。其症状根据氨的浓度、吸入时间以及个人感受性等而轻重不同。 急性轻度中毒：咽干、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、咳痰，胸闷及轻度头痛，头晕、乏力，支气管炎和支气管周围炎。 急性中度中毒上述症状加重，呼吸困难，有时痰中带血丝，轻度发绀，眼结膜充血明显，喉水肿，肺部有干湿性哕音。 急性重度中毒：剧咳，咯大量粉红色泡沫样痰，气急、心悸、呼吸困难，喉水肿进一步加重，明显发绀，或出现急性呼吸窘迫综合症、较重的气胸和纵隔气肿等。 严重吸入中毒可出现喉头水肿、声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落，可造成气管阻塞，引起窒息。吸入高浓度的氨可直接影响肺毛细血管通透性而引起肺水肿，可诱发惊厥、抽搐、嗜睡、昏迷等意识障碍。个别病人吸入极浓的氨气可发生呼吸心跳停止。 (2)皮肤和眼睛接触的危害表现。 低浓度的氨对眼和潮湿的皮肤能迅速产生刺激作用。潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气能引起严重的化学烧伤。急性轻度中毒：流泪、畏光、视物模糊、眼结膜充血。 皮肤接触可引起严重疼痛和烧伤，并能发生咖啡样着色。被腐蚀部位呈胶状并发软，可发生深度组织破坏。 高浓度蒸气对眼睛有强刺激性，可引起疼痛和烧伤，导致明显的炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混浊和虹膜发炎。轻度病例一般会缓解，严重病例可能会长期持续，并发生持续性水肿、疤痕、永久性混浊、眼睛膨出、白内障、眼睑和眼球粘连及失明等并发症。多次或持续接触氨会导致结膜炎。[1] § 急救措施 （1）清除污染。 如果患者只是单纯接触氨气，并且没有皮肤和眼的刺激症状，则不需要清除污染。假如接触的是液氨，并且衣服已被污染，应将衣服脱下并放入双层塑料袋内。 如果眼睛接触或眼睛有刺激感，应用大量清水或生理盐水冲洗20min以上。如在冲洗时发生眼睑痉挛，应慢慢滴入1～2滴0.4％奥布卡因，继续充分冲洗。如患者戴有隐形眼镜，又容易取下并且不会损伤眼睛的话，应取下隐形眼镜。 对接触的皮肤和头发用大量清水冲洗15min以上。冲洗皮肤和头发时要注意保护眼睛。 （2）病人复苏。 应立即将患者转移出污染区，至空气新鲜处，对病人进行复苏三步法(气道、呼吸、循环)。 气道：保证气道不被舌头或异物阻塞。 呼吸：检查病人是否呼吸，如无呼吸可用袖珍面罩等提供通气。 循环：检查脉搏，如没有脉搏应施行心肺复苏。 （3）初步治疗。 氨中毒无特效解毒药，应采用支持治疗。 如果接触浓度≥500ppm,并出现眼刺激、肺水肿的症状，则推荐采取以下措拖：先喷5次地塞米松(用定量吸入器)，然后每5分钟喷两次，直至到达医院急症室为止。 如果接触浓度≥1500ppm，应建立静脉通路，并静脉注射1．0g甲基泼尼松龙(methyl—prednisolone)或等量类固醇。(注意：在临床对照研究中，皮质类固醇的作用尚未证实。) 对氨吸入者，应给湿化空气或氧气。如有缺氧症状，应给湿化氧气。 如果呼吸窘迫，应考虑进行气管插管。当病人的情况不能进行气管插管时，如条件许可，应施行环甲状软骨切开术。对有支气管痉挛的病人，可给支气管扩张剂喷雾。 如皮肤接触氨，会引起化学烧伤，可按热烧伤处理：适当补液，给止痛剂，维持体温，用消毒垫或清洁床单覆盖伤面。如果皮肤接触高压液氨，要注意冻伤。 误服者给饮牛奶，有腐蚀症状时忌洗胃。 泄漏应急处置措施 氨对人体生理的影响氨无色具有强烈的刺激臭味，对人体有较大的毒性。氨气慢性中毒会引起慢性气管炎、肺气肿等呼吸系统病，急性氨中毒反映在咳嗽不止、憋气等。 (1)少量泄漏。 撤退区域内所有人员。防止吸入蒸气，防止接触液体或气体。处置人员应使用呼吸器。禁止进入氨气可能汇集的局限空间，并加强通风。只能在保证安全的情况下堵漏。泄漏的容器应转移到安全地带，并且仅在确保安全的情况下才能打开阀门泄压。可用砂土、蛭石等惰性吸收材料收集和吸附泄漏物。收集的泄漏物应放在贴有相应标签的密闭容器中，以便废弃处理。 (2)大量泄漏。 疏散场所内所有未防护人员，并向上风向转移。泄漏处置人员应穿上全封闭重型防化服，佩戴好空气呼吸器，在做好个人防护措施后，用喷雾水流对泄漏区域进行稀释。通过水枪的稀释，使现场的氨气渐渐散去，利用无火花工具对泄漏点进行封堵。 向当地政府和“119”及当地环保部门、公安交警部门报警，报警内容应包括事故单位；事故发生的时间、地点、化学品名称和泄漏量、危险程度；有无人员伤亡以及报警人姓名、电话。 禁止接触或跨越泄漏的液氨，防止泄漏物进入阴沟和排水道，增强通风。场所内禁止吸烟和明火。在保证安全的情况下，要堵漏或翻转泄漏的容器以避免液氨漏出。要喷雾状水，以抑制蒸气或改变蒸气云的流向，但禁止用水直接冲击泄漏的液氨或泄漏源。防止泄漏物进入水体、下水道、地下室或密闭性空间。禁止进入氨气可能汇集的受限空间。清洗以后，在储存和再使用前要将所有的保护性服装和设备洗消。[2] 火灾应急处置措施 在贮存及运输使用过程中，如发生火灾应采取以下措施： （1）报警：迅速向当地119消防、政府报警。报警内容应包括：事故单位；事故发生的时间、地点、化学品名称、危险程度；有无人员伤亡以及报警人姓名、电话。 （2）隔离、疏散、转移遇险人员到安全区域，建立500m左右警戒区，并在通往事故现场的主要干道上实行交通管制，除消防及应急处理人员外，其他人员禁止进入警戒区，并迅速撤离无关人员。 （3）消防人员进入火场前，应穿着防化服，佩戴正压式呼吸器。氨气易穿透衣物，且易溶于水，消防人员要注意对人体排汗量大的部位，如生殖器官、腋下、肛门等部位的防护。 （4）小火灾时用干粉或CO2灭火器，大火灾时用水幕、雾状水或常规泡沫。 （5）储罐水灾时，尽可能远距离灭火或使用遥控水枪或水炮扑救。 （6）切勿直接对泄漏口或安全阀门喷水，防止产生冻结。 （7）安全阀发出声响或变色时应尽快撤离，切勿在储罐两端停留。 氨的职业危害预防措施 （1）氨作业工人应进行作业前体检，患有严重慢性支气管炎、支气管扩张、哮喘以及冠心病者不宜从事氨作业。 （2）工作时应选用耐腐蚀的工作服、防碱手套、眼镜、胶鞋、用硫酸铜或硫酸锌防毒口罩，防毒口罩应定期检查，以防失效。 （3）在使用氨水作业时，应在作业者身旁放一盆清水，以防万一；在氨水运输过程中，应随身携带2~3只盛满3%硼酸液的水壶，以备急救冲洗；配制一定浓度氨水时，应戴上风镜；使用氨水时，作业者应在上风处，防止氨气刺激面部；操作时要严禁用手揉擦眼睛，操作后洗净双手。 （4）预防皮肤被污染，可选用5%硼酸油膏。 （5）配备良好的通风排气设施、合适的防爆、灭火装置。 （6）工作场所禁止饮食、吸烟、禁止明火、火花。 （7）应急救援时，必须佩带空气呼吸器。 （8）发生泄漏时，将泄漏钢瓶的渗口朝上，防止液态氨溢出。 （9）加强生产过程的密闭化和自动化，防止跑、冒、滴、漏。 （10）使用、运输和贮存时应注意安全，防止容器破裂和冒气。 （11）现场安装氨气监测仪及时报警发现。 § 质量标准 氨 合成氨的质量主要是控制氨、水、油三个含量指标，中国规定的质量标准如下： 贮运 商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往他处。此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型（见表）。 液氨的运输方式有5种： ①海运,通常使用绝热良好的贮槽或船舱,保持－33℃下贮存液氨。 ②驳船运氨,用自行推进或牵引的驳船，容量为500～3000t氨，大驳船为全冷冻型，小驳船为半冷冻型。 ③管道运氨。 ④铁路运氨，采用槽车输送。 ⑤卡车运氨，采用钢瓶输送，钢瓶应符合耐压(3.04～3.54MPa)的要求。贮存时,应置于阴凉通风而干燥的库房中，附近严禁烟火。 § 氨的代谢 氨是一种剧毒物质，脑组织对氨的作用尤为敏感，需要及时处理以免在组织中堆积。正常人除门静脉血液外，血液中氨的浓度极低，一般不超过60μmol/L（0.1mg/dl）。 1.体内氨的来源 （1）氨基酸分解产生氨：氨基酸脱氨基作用是氨的主要来源；胺类物质的氧化分解也可产生氨。 （2）肠道吸收：肠道氨主要来自①肠道细菌对未被消化的蛋白质和未被吸收的氨基酸作用（称腐败作用）产生的氨；②血中尿素扩散入肠管后在肠道细菌尿素酶作用下水解产生的氨。NH3比NH4+ 容易穿过细胞膜而被吸收，在碱性环境中，NH4+ 转变为NH3，所以肠管pH偏碱时，氨的吸收增加。临床上对高血氨病人采用酸性透析液做结肠透析而不用碱性肥皂水灌肠就是这个道理。肠道每日产氨约有4g，腐败作用增强时，氨的产生更多。 （3）肾脏产生：谷氨酰胺在肾远曲小管上皮细胞谷氨酰胺酶的催化下，水解生成谷氨酸和NH3，NH3分泌到肾小管腔与尿中H+ 结合生成NH4+ 由尿排出。碱性尿液不利NH3的分泌，NH3被吸收入血，成为血氨的另一个来源。故肝硬化腹水者不宜使用碱性利尿药以防血氨升高。 2.氨的转运 氨是有毒物质，各组织中产生的氨必须以无毒形式经血液运输至肝合成尿素或以铵盐形式随尿排出。氨在血液中有两种运输形式： （1）丙氨酸运氨作用：主要将肌肉氨基酸脱下的氨经血液运输到肝。过程为：①肌肉中的氨基酸经转氨基作用将氨基转移给丙酮酸生成丙氨酸，经血液运输至肝；②在肝中，丙氨酸经联合脱氨基作用释放出氨，氨用于合成尿素，生成的丙酮酸则异生为葡萄糖；③葡萄糖经血液运送到肌肉，在肌肉活动供能的过程中又可分解为丙酮酸，再次接受氨基生成丙氨酸输送到肝脏。如此通过丙氨酸和葡萄糖的互变把氨从肌肉运输到肝脏的循环称丙氨酸-葡萄糖循环。 （2）谷氨酰胺的运氨作用：氨与谷氨酸在ATP供能和谷氨酰胺合成酶催化下合成谷氨酰胺，经血液输送到肝或肾，经谷氨酰胺酶水解为谷氨酸及氨，在肝可合成尿素，在肾则以铵盐形式由尿排出。谷氨酰胺生成的意义：①肝外组织解除氨毒；②是从脑、肌肉等组织向肝或肾运输氨的主要形式；③氨的储存形式，为某些含氮化合物的合成提供原料，如嘌呤及嘧啶的合成。临床上对肝性脑病患者可服用或输入谷氨酸盐以降低血氨浓度。 3.氨的主要去路 氨在体内的主要去路是在肝内通过鸟氨酸循环（尿素循环）生成无毒的尿素，然后由肾排出体外（图5-1-18）。鸟氨酸循环的过程可分为以下四步： 1）氨基甲酰磷酸的合成： 氨由丙氨酸与谷氨酰胺转运入肝细胞线粒体在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（carbamoyl phosphate synthetaseⅠ，CPS-Ⅰ）催化下，与CO2和H2O分子结合，消耗2分子ATP，合成氨基甲酰磷酸。反应不可逆。 （2）瓜氨酸的合成：在鸟氨酸氨甲酰转移酶（ornithine carbamoyl transferase,OCT）催化下，将氨基甲酰磷酸的氨甲酰基转移至鸟氨酸的δ-NH2上生成瓜氨酸。反应不可逆。所需的鸟氨酸是由胞液经线粒体内膜上的载体转运进入线粒体的。合成的瓜氨酸又由线粒体内膜上的载体转运进入胞液。 （3）精氨酸的合成:在胞液内，瓜氨酸与天冬氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶(argninosuccinate synthetase)的催化下，由ATP供能合成精氨酸代琥珀酸并生成AMP+PPi，精氨酸代琥珀酸在精氨酸代琥珀酸裂解酶(argninosuccinate lyase)催化下，分解成为精氨酸和延胡索酸。在此过程中，天冬氨酸起着供给氨基的作用；生成的延胡索酸经三羧酸循环转变为草酰乙酸后可与α-氨基酸经转氨作用转变为天冬氨酸。由此可见，鸟氨酸循环与三羧酸循环可联系在一起 （4）精氨酸水解生成尿素： 精氨酸在胞液中精氨酸酶（arginase）的作用下，水解生成尿素和鸟氨酸。鸟氨酸再进入线粒体参与瓜氨酸的合成，反复循环，不断合成尿素。 尿素分子中的两个-NH2，一个由丙氨酸或谷氨酰胺转运入肝细胞线粒体的NH3，另一个由天冬氨酸提供，碳原子来自CO2，天冬氨酸和谷氨酸均是氨的载体。另外，尿素合成是耗能过程，每合成1分子尿素需消耗3分子ATP（消耗4个高能磷酸键）。 尿素主要通过肾脏排泄。如肾排泄功能障碍，必然导致血尿素增高。故临床常测定血尿素氮（blood urea nitrogen,BUN）来反映肾功能。 4．高血氨与氨中毒 正常情况下血氨浓度维持在较低水平。肝脏几乎是体内唯一能合成尿素的器官，当肝功能严重损伤时，尿素合成障碍，血氨浓度升高，称为高氨血症。一般认为，氨进入脑组织可与α-酮戊二酸结合生成谷氨酸，氨与谷氨酸再进一步结合生成谷氨酰胺。因此，脑中氨的增加，可消耗脑组织中α-酮戊二酸，导致三羧酸循环速度减弱， ATP生成减少，引起大脑功能障碍，严重时可产生昏迷，即氨中毒（肝性脑病）。 [3] |
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