是一種化合物，[1]化學(xué)分子式為N2O通常被稱為或 氧化亞氮，它屬于氮氧化物。在室溫下，為無色不可燃?xì)怏w，有輕微的金屬味。在高溫下，是一種強(qiáng)有力的氧化劑，類似于分子氧。可溶于水。

在室溫下穩(wěn)定，有輕微麻醉作用，并能致人發(fā)笑。其麻醉作用于1799年由英國(guó)化學(xué)家漢弗萊·戴維發(fā)現(xiàn)。在醫(yī)學(xué)上有顯著的用途，主要應(yīng)用在外科和牙科等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。此外，還廣泛用作增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的火箭推進(jìn)劑和賽車中的氧化劑。

在大氣中含量很少，它是平流層臭氧的主要清除劑，其作用與氟氯化碳相當(dāng)。據(jù)估計(jì)，大氣中30%的N2O是人類活動(dòng)的結(jié)果，主要是農(nóng)業(yè)活動(dòng)。

1.1 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

可以用作火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的氧化劑。與其他氧化劑相比，使用更佳，這是因?yàn)樵摎怏w毒性更小，并且在室溫在具有穩(wěn)定性，因此更易于儲(chǔ)存，在飛行中相對(duì)來說比較安全。此外，易分解，可形成供人類呼吸的空氣。該氣體的高密度和低貯存壓力(當(dāng)保持在低溫時(shí))使其能夠與貯存的高壓氣體系統(tǒng)并駕齊驅(qū)。[2]

在1914年的一項(xiàng)專利中，美國(guó)火箭先驅(qū)羅伯特·戈達(dá)德提出，氧化亞氮和汽油可以作為火箭推進(jìn)劑的液體燃料。[3]是幾種混合火箭設(shè)計(jì)中的氧化劑(使用包含液體氧化劑或氣體氧化劑的固體燃料)。該氣體和端羥基聚丁二烯燃料的組合早已應(yīng)用于太空船一號(hào)和其他飛行器中。一氧化二氫還與各種塑料一起為實(shí)驗(yàn)火箭和高性能火箭提供燃料。

也可為單元推進(jìn)劑火箭提供幫助。催化劑加熱時(shí)， N2O在大約1070℉(577℃)的溫度下放熱分解成氮?dú)夂脱鯕狻4]由于釋放出大量熱量，催化作用迅速降低，熱解發(fā)揮主導(dǎo)作用。在真空推力器中，這或許可以提供高達(dá)180 s的單組元比沖(Isp)，雖然明顯低于肼推力器(單組元或雙組元與四氧化二氮混合)提供的Isp，但毒性降低使成為一個(gè)有價(jià)值的研究對(duì)象。

據(jù)說，可在大約600℃(1112℉)和309磅/平方英寸(21個(gè)大氣壓)的壓力下爆燃。例如，在600磅/平方英寸時(shí)，所需的點(diǎn)火能量?jī)H為6焦耳，而在130磅/平方英寸時(shí)， 2500焦耳的點(diǎn)火能量輸入還是不夠的。[5][6]

1.2 內(nèi)燃機(jī)

在賽車比賽中，(通常簡(jiǎn)稱為“氧化亞氮”)通過提供比空氣更多的氧氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒更多的燃料，從而產(chǎn)生更強(qiáng)烈的燃燒。這種氣體在低壓/低溫下不可燃，但在高溫下分解時(shí)，它會(huì)比大氣產(chǎn)生的養(yǎng)氣還多。因此，常與另一種更易爆燃的燃料混合。是一種強(qiáng)氧化劑，大致相當(dāng)于過氧化氫，比氧氣的氧化性強(qiáng)得多。

可作為壓縮液體儲(chǔ)存；進(jìn)氣歧管中液態(tài)的蒸發(fā)和膨脹導(dǎo)致進(jìn)氣溫度大幅下降，使得充量更濃，進(jìn)而更多空氣/燃料混合物進(jìn)入氣缸。有時(shí)，為了提高功率，是被注入進(jìn)氣歧管(或在進(jìn)氣歧管之前)，而其他系統(tǒng)則是直接注入，就在氣缸之前(直接進(jìn)氣口注入)。

這種技術(shù)在二戰(zhàn)期間被德國(guó)空軍的GM-1系統(tǒng)用于提高飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。最初的目的是為給德國(guó)空軍的標(biāo)準(zhǔn)飛機(jī)提供優(yōu)越的高空性能，技術(shù)上的考慮將其限制在極高的高度使用。因此，這種技術(shù)只用于專用飛機(jī)，如高空偵察機(jī)、高速轟炸機(jī)和高空截?fù)魴C(jī)。有時(shí)在德國(guó)空軍的飛機(jī)上也能發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)，這些飛機(jī)還配備了另一種發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng)，MW50，這是一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)的注水方式，使用甲醇作為其增壓能力。

在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的主要問題之一是，它會(huì)產(chǎn)生足夠的動(dòng)力損壞或摧毀發(fā)動(dòng)機(jī)。很可能會(huì)使得功率大幅增加，并且如果發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)沒有得到適當(dāng)加強(qiáng)，在這一操作過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞或毀壞。對(duì)于一氧化二氫汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，保持適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟群腿剂纤揭苑乐埂邦A(yù)點(diǎn)火”或“爆炸”(有時(shí)稱為“爆震”)是非常重要的。[7]大多數(shù)與相關(guān)的問題并不是由于功率增加而導(dǎo)致的機(jī)械故障。由于允許更密集的電荷進(jìn)入氣缸，它會(huì)顯著增加氣缸壓力。壓力和溫度的升高會(huì)導(dǎo)致活塞或閥門熔化等問題。由于加熱不均勻，還可能導(dǎo)致活塞或缸蓋開裂或翹曲，導(dǎo)致點(diǎn)火提前。由于允許更密集的充量進(jìn)入氣缸，可能會(huì)明顯增加氣缸壓力。壓力和溫度升高會(huì)導(dǎo)致活塞或閥門熔化等問題。由于加熱不均，還可能使活塞或缸蓋開裂或翹曲，導(dǎo)致點(diǎn)火提前。對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，保持適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟群腿剂纤揭苑乐埂疤崆包c(diǎn)火”或“爆炸”(有時(shí)也稱為“爆震”)是非常重要的。

汽車級(jí)液態(tài)與醫(yī)用略有不同。添加少量二氧化硫(SO2)以防止物質(zhì)濫用。[8]通過堿(如氫氧化鈉)的多次洗滌可以消除這種現(xiàn)象，降低SO2在燃燒成硫酸過程中進(jìn)一步氧化時(shí)觀察到的腐蝕性，使排放更清潔。

1.3 氣溶膠推進(jìn)劑

被批準(zhǔn)用作食品添加劑（也稱為E942），特別是作為氣溶膠噴霧推進(jìn)劑。在這種情況下，它最常見的用途是氣溶膠攪打奶油罐和烹飪噴霧劑。

食品級(jí)的N2O小鋼瓶

極易溶于脂肪化合物。在氣溶膠生奶油中，溶解在脂肪奶油中，直到該氣體離開罐子，變成氣體，從而產(chǎn)生泡沫。以這種方式使用，它產(chǎn)生的生奶油是生奶油液體體積的四倍，而將空氣攪打進(jìn)奶油只產(chǎn)生兩倍的體積。如果使用空氣作為推進(jìn)劑，氧氣會(huì)加速黃油的腐臭，但會(huì)抑制這種降解。二氧化碳不能用于攪打奶油，因?yàn)槎趸谒谐仕嵝裕瑫?huì)使奶油凝結(jié)，并給人一種像蘇打水一樣“起泡”感覺。然而，用生產(chǎn)的生奶油是不穩(wěn)定的，在半小時(shí)到一小時(shí)內(nèi)就會(huì)恢復(fù)到液態(tài)。[9]因此，該方法不適用于裝飾不會(huì)立即上桌的食物。

2016年12月，一些制造商報(bào)告稱，由于8月下旬佛羅里達(dá)州液化空氣工廠發(fā)生爆炸，導(dǎo)致美國(guó)氣溶膠生奶油短缺。由于一家大型工廠停產(chǎn)，造成供應(yīng)中斷，導(dǎo)致該公司將的供應(yīng)轉(zhuǎn)向醫(yī)療客戶，而不是食品制造業(yè)。短缺發(fā)生在圣誕節(jié)和節(jié)假日期間，此時(shí)罐裝鮮奶油的需求往往是最高的。[10]

同樣，烹飪噴霧劑，由各種類型的油與卵磷脂(乳化劑)混合制成，可以使用作為推進(jìn)劑。烹飪噴霧中使用的其他推進(jìn)劑還包括食品級(jí)酒精和丙烷。

1.4 醫(yī)學(xué)

用于牙科治療的醫(yī)用級(jí)別的 N2O 氣罐

自1844年以來，作為麻醉劑和鎮(zhèn)痛劑已被用于牙科和外科。

早期，通過簡(jiǎn)單的吸入器給藥，吸入器由橡膠布制成的呼吸袋組成。如今，醫(yī)院通過一種自動(dòng)化的相對(duì)鎮(zhèn)痛機(jī)來給藥，這種機(jī)器配有麻醉蒸發(fā)器和醫(yī)用呼吸機(jī)，能夠以2:1的比例精確輸送定量的、由呼吸驅(qū)動(dòng)的和氧氣混合的氣體

是一種弱全身麻醉劑，因此一般不單獨(dú)用于全身麻醉，而是作為載體氣體（與氧氣混合）用于更強(qiáng)的全麻藥物。如七氟醚或地氟醚該氣體的最小肺泡濃度為105%，血/氣分配系數(shù)為0.46。然而，在麻醉中使用會(huì)增加術(shù)后惡心和嘔吐的風(fēng)險(xiǎn)。[11][12][13]

牙醫(yī)使用的是一種更簡(jiǎn)單的機(jī)器，這種機(jī)器只提供一種N?O/O?混合物，讓患者在清醒時(shí)吸入。患者在整個(gè)過程中都保持清醒，并有足夠的精力對(duì)牙醫(yī)的問題和指示做出回應(yīng)。[14]

吸入常用于緩解分娩、創(chuàng)傷、口腔手術(shù)和急性冠狀動(dòng)脈綜合征(包括心臟病發(fā)作)引起的疼痛。在分娩時(shí)，使用已被證明是一種安全有效的分娩輔助手段。[15]該氣體用于急性冠狀動(dòng)脈綜合征的益處未知。[16]

在英國(guó)和加拿大，救護(hù)車工作人員(包括未注冊(cè)的從業(yè)人員)通常將Entonox和Nitronox用做快速高效的止痛氣體。

50%的作為鎮(zhèn)痛藥操作用以，使用安全，因此可以考慮將50%的由受過培訓(xùn)的非專業(yè)急救人員在院前急救環(huán)境中使用。其作用的快速可逆性也使其無法排除診斷。[17]

2 安全性

的主要危害在于該氣體是種壓縮液化氣體、使人有窒息風(fēng)險(xiǎn)，也可作為分離劑醉劑使用。

對(duì)人體健康有許多公認(rèn)的不良影響，無論是通過吸入液體，還是通過與皮膚或眼睛接觸，都可能給人帶來不良影響。

對(duì)外科醫(yī)生、牙醫(yī)和護(hù)士來說，是一種嚴(yán)重的職業(yè)危害。由于在人體中的代謝最低(代謝率為0.004%)，所以當(dāng)被患者呼入房間時(shí)，仍能保持效力。如果房間通風(fēng)不良，會(huì)使診所工作人員中毒，甚至有長(zhǎng)期暴露的危險(xiǎn)。如果使用，則需要使用連續(xù)流動(dòng)的新氣通風(fēng)系統(tǒng)或清除系統(tǒng)來防止廢氣積聚。

國(guó)家職業(yè)安全與健康研究所建議，在醫(yī)療、牙科和獸醫(yī)操作人員使用麻醉氣體期間，應(yīng)限制工人接觸。[18]為了避免被麻醉，研究所設(shè)定了一個(gè)25 ppm (46毫克/立方米)的推薦接觸限值(REL)。[19]

2.1 精神和體力損傷

接觸在短期內(nèi)會(huì)導(dǎo)致智力、視聽能力和動(dòng)手能力下降。[20]這些影響加上引起的對(duì)空間和時(shí)間的迷失感可能會(huì)使環(huán)境對(duì)用戶身體造成傷害。

2.2 神經(jīng)毒性和神經(jīng)保護(hù)

與其他NMDA拮抗劑一樣，有人認(rèn)為，長(zhǎng)時(shí)間(幾個(gè)小時(shí))接觸會(huì)使嚙齒動(dòng)物產(chǎn)生神經(jīng)毒性，表現(xiàn)為奧爾泥氏損傷。[21][22][23][24]然而，新的研究表明，奧爾尼氏損傷不會(huì)發(fā)生在人類身上，而類似的藥物，如氯胺酮，現(xiàn)在被認(rèn)為沒有嚴(yán)重的神經(jīng)毒性。[25][26]有人認(rèn)為，由于在正常情況下的持續(xù)時(shí)間很短，所以它比其他NMDA拮抗劑更不可能具有神經(jīng)毒性。的確，在嚙齒類動(dòng)物中，短期接觸只會(huì)導(dǎo)致輕微損傷，這種損傷是可以快速逆轉(zhuǎn)的，而神經(jīng)元死亡只有在持續(xù)接觸后才會(huì)發(fā)生。[21]由于缺氧，在長(zhǎng)時(shí)間接觸后也可能引起神經(jīng)毒性。[27]這種情況在非醫(yī)療產(chǎn)品中尤其明顯，比如whippet-cream充電器(也稱為“whippets”或“nangs”)，[28]它從來不含氧氣，因?yàn)檠鯕鈺?huì)使奶油發(fā)臭。[29]

此外，會(huì)消耗維生素B12水平。如果使用者已經(jīng)存在維生素B12缺乏癥，這會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的神經(jīng)毒性。[30]

體積百分比為75%的可減少嚙齒動(dòng)物大腦中動(dòng)脈閉塞引起的神經(jīng)元死亡，并可減少神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)物中NMDA誘導(dǎo)的Ca2+流入，這是興奮毒中的一個(gè)關(guān)鍵事件。[31]

2.3 缺氧

如果吸入不含空氣的純，最終會(huì)使人缺氧，導(dǎo)致血壓下降、昏厥甚至心臟病發(fā)作。如果使用者連續(xù)吸入大量氣體，就會(huì)發(fā)生這種情況，就像連接到氣罐上的帶面罩一樣。如果使用者過度憋氣或使用其他吸入系統(tǒng)來切斷新鮮空氣供應(yīng)也會(huì)發(fā)生這種情況。[32]

2.4 維生素B12 缺乏

長(zhǎng)期接觸可能會(huì)使人缺乏維生素B12。通過氧化可使鈷胺素形式的維生素B12失活。維生素B12缺乏癥的癥狀，包括感覺神經(jīng)病、脊髓病和腦病，可能發(fā)生在亞臨床維生素B12缺乏癥患者暴露于氧化亞氮麻醉的幾天或幾周內(nèi)。

癥狀可用高劑量的維生素B12治療，但恢復(fù)可能很慢，而且不完全。[33]

如果人體內(nèi)的維生素B12水平正常，那么對(duì)人體的影響微乎其微，除非被長(zhǎng)期重復(fù)接觸(濫用)。在使用麻醉之前，應(yīng)該檢查有維生素B12缺乏風(fēng)險(xiǎn)因素的人群的維生素B12水平。[34]

2.5 產(chǎn)前發(fā)育

大鼠的幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究表明，孕婦長(zhǎng)期接觸可能會(huì)對(duì)胎兒發(fā)育有不利影響。[35][35][36][37]

2.6 化學(xué)/物理風(fēng)險(xiǎn)

在室溫(20℃)下，飽和蒸汽壓力為50.525bar，在臨界溫度36.4℃(97.5℉)時(shí)上升至72.45bar。因此，壓力曲線對(duì)溫度異常敏感。[38]液態(tài)是許多有機(jī)化合物的良好溶劑；液體混合物可能會(huì)形成沖擊敏感炸藥。

和許多強(qiáng)氧化劑一樣，火箭事故也涉及到燃料對(duì)零部件的污染。在火箭事故中，少量的/燃料混合物由于類似“水錘”的效應(yīng)而爆炸(有時(shí)稱為“柴油”——由于氣體的絕熱壓縮產(chǎn)生的熱量可達(dá)到分解溫度)。[39]一些常見的建筑材料，如不銹鋼和鋁，可以作為類似于的燃料與強(qiáng)氧化劑使用，由于絕熱壓縮，污染物可能會(huì)被點(diǎn)燃。[40]

還有一些事故是由于管道中的分解導(dǎo)致大型儲(chǔ)罐爆炸。[41]

3 作用機(jī)理

在醫(yī)學(xué)上的藥理作用機(jī)制尚不完全清楚。然而，人們已經(jīng)證明，可以直接調(diào)節(jié)廣泛的配體門控離子通道，這可能在其許多效應(yīng)中發(fā)揮了重要作用。它能適度阻斷含有NMDA和β2亞單位的氯化鈉通道，微弱抑制AMPA、紅藻氨酸、γ-氨基丁酸和5-HT3受體，并稍稍增強(qiáng)γ-氨基丁酸和甘氨酸受體。[41][42]人們還發(fā)現(xiàn)，能激活雙孔域鉀離子頻道。[43]雖然可影響相當(dāng)多的離子通道，但其麻醉、致幻和興奮效應(yīng)可能主要或完全通過抑制NMDA受體介導(dǎo)的電流而引起。[41][44]除了對(duì)離子通道有影響外，還可能在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中起類似一氧化氮（NO）的作用，這可能與其鎮(zhèn)痛和抗焦慮特性有關(guān)。[44]的溶解度是氮的30到40倍。

已知吸入亞麻醉劑量的的效果會(huì)有所不同，這取決于幾個(gè)因素，包括環(huán)境和個(gè)體差異；[45][46]然而，從杰伊(2008)的討論中[47]，他指出，已確信可以誘導(dǎo)誘導(dǎo)下列狀態(tài)和感覺:

中毒興奮或煩躁不安空間定向障礙暫時(shí)迷失方向疼痛敏感度降低

少數(shù)使用者還會(huì)出現(xiàn)無法控制發(fā)聲和肌肉痙攣等癥狀。這些影響通常會(huì)在去除源幾分鐘后消失。[47]

3.1 興奮效應(yīng)

在大鼠中，通過誘導(dǎo)多巴胺釋放和激活腹側(cè)被蓋區(qū)和伏隔核中的多巴胺能神經(jīng)元來刺激中邊緣通路，可能是通過拮抗系統(tǒng)中定位的NMDA受體來實(shí)現(xiàn)的。[47][48][49][50] 這一作用與其興奮效應(yīng)有關(guān)，似乎也明顯增強(qiáng)了它的鎮(zhèn)痛作用。[47][48][49][50]

然而，值得注意的是，在小鼠中，阻斷安非他明誘導(dǎo)的載體介導(dǎo)的伏隔核多巴胺釋放和行為敏化，消除可卡因和嗎啡的條件位置偏好（CPP），并且不產(chǎn)生自身的增強(qiáng)(或厭惡)效應(yīng)。[51][52]對(duì)大鼠的CPP效應(yīng)是混合的，包括強(qiáng)化、厭惡和無變化。[53]相比之下，對(duì)松鼠猴是一種積極的強(qiáng)化劑，[54]并且是眾所周知的人類濫用藥物。[55]這些對(duì)N2O反應(yīng)的差異可能反映了物種差異或方法差異。[52]在人類臨床研究中，N2O被發(fā)現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生類似于大鼠的混合反應(yīng)，反映出高度主觀個(gè)體變異性的特點(diǎn)。[56][57]

3.2 抗焦慮作用

在焦慮行為測(cè)試中，低劑量的是一種有效的抗焦慮劑，這種抗焦慮作用與γ-氨基丁酸受體的活性增強(qiáng)有關(guān)，因?yàn)楸蕉渴荏w拮抗劑可以部分逆轉(zhuǎn)這種作用。同樣，對(duì)苯二氮卓類抗焦慮作用產(chǎn)生耐受的動(dòng)物對(duì) N2O也有部分耐受性。[58]事實(shí)上，在人類臨床研究中，給予30% 的，苯二氮卓受體拮抗劑會(huì)降低感覺“興奮”的主觀報(bào)告，但不會(huì)改變精神運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。[59]

3.3 鎮(zhèn)痛作用效果

的鎮(zhèn)痛作用與內(nèi)源性阿片系統(tǒng)和降腎上腺素能系統(tǒng)的相互作用有關(guān)。當(dāng)動(dòng)物長(zhǎng)期服用嗎啡時(shí)，它們對(duì)嗎啡的止痛效果產(chǎn)生了耐受性，這也使得動(dòng)物對(duì)的止痛效果產(chǎn)生耐受性。[60]施用結(jié)合并阻斷某些內(nèi)源性阿片類物質(zhì)(不是β-內(nèi)啡肽)活性的抗體也阻斷的抗傷害性效應(yīng)。[61]抑制內(nèi)源性阿片類物質(zhì)分解的藥物也增強(qiáng)的抗傷害作用。[61]幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明，直接應(yīng)用于大腦的阿片類受體拮抗劑可以阻斷的抗傷害性作用，但當(dāng)這些藥物注射到脊髓中時(shí)卻沒有效果。

相反，α2腎上腺素受體拮抗劑直接作用于脊髓時(shí)會(huì)阻斷N2O的鎮(zhèn)痛作用，但直接作用于大腦時(shí)不會(huì)。[62]事實(shí)上，α2B腎上腺素受體敲除小鼠或去甲腎上腺素耗盡的動(dòng)物幾乎完全耗盡N2O的鎮(zhèn)痛作用。[63]顯然，誘導(dǎo)的內(nèi)源性阿片類藥物釋放導(dǎo)致腦干去甲腎上腺素能神經(jīng)元的去抑制作用解除，去甲腎上腺素能神經(jīng)元向去甲腎上腺素，抑制疼痛信號(hào)。[64]N2O究竟是如何導(dǎo)致內(nèi)源性阿片肽釋放的，目前還不清楚。

4 性質(zhì)和反應(yīng)

是無色無毒的氣體，有淡淡的甜味。

通過釋放偶極鍵合氧自由基來支持燃燒，因此它可以重新點(diǎn)燃發(fā)光的夾板。

N2O在室溫下是惰性的，很少發(fā)生反應(yīng)。在高溫下，它的反應(yīng)活性增加。例如，在460K(187℃)下與NaNH2反應(yīng)生成NaN3:

2 NaNH2 + N2O → NaN3 + NaOH + NH3

上述反應(yīng)是工業(yè)化學(xué)生產(chǎn)疊氮化物鹽的途徑，疊氮化物鹽可用來制造雷管。[65]

5 歷史

英國(guó)自然哲學(xué)家和化學(xué)家約瑟夫·普利斯特列于1772年首次合成了這種氣體，他稱之為可燃空氣[66]或易燃空氣。[67]普里斯特利（Priestley）在《不同種類空氣的實(shí)驗(yàn)和觀察》(1775)一書中發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)，在書中他描述了如何通過加熱被硝酸浸濕的鐵屑來制備“減少的空氣”。[68]

5.1 早期使用

一幅1830年的諷刺版畫，描繪了漢弗萊·戴維給一名婦女服用一劑

的首次重要應(yīng)用是由托馬斯·貝多斯和詹姆斯·瓦特共同完成的，他們共同出版了《關(guān)于醫(yī)療用途和人為空氣產(chǎn)生的考慮》(1794年)一書。這本書之所以重要，有這樣兩個(gè)原因。首先，詹姆斯·瓦特發(fā)明了一種制造“人造空氣”(即)的新型機(jī)器和一種吸入氣體的新型“呼吸器”。其次，該書還介紹了托馬斯·貝多斯的新醫(yī)學(xué)理論，即肺結(jié)核和其他肺部疾病可以通過吸入“人為空氣”來治療。[69]

漢弗萊·戴維爵士的化學(xué)與哲學(xué)研究：主要涉及氧化亞氮（1800），第556和557頁（右），概述了氧化亞氮在減輕手術(shù)疼痛中的潛在麻醉特性。

生產(chǎn)“人造空氣”的機(jī)器有三個(gè)部分:一個(gè)是燃燒所需材料的爐子，一個(gè)是盛有水的容器，產(chǎn)生的氣體在其中通過螺旋管(用于“洗掉”雜質(zhì))，最后一個(gè)是帶有氣壓計(jì)的氣瓶，在氣瓶里產(chǎn)生的氣體“空氣”可以被接入便攜式氣囊(由密封油絲制成)。呼吸器由一個(gè)便攜式氣囊組成，氣囊通過管子連接到接口上。1794年，隨著這種新設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，這為臨床試驗(yàn)鋪平了道路，臨床試驗(yàn)始于1798年，當(dāng)時(shí)托馬斯·貝多斯在英國(guó)布里斯托爾(Bristol)建立了“用醫(yī)療空氣緩解疾病的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)”。在大樓的地下室，一臺(tái)大型機(jī)器在年輕的漢弗萊·戴維(Humphry Davy)的監(jiān)督下產(chǎn)生氣體，他被鼓勵(lì)用新氣體做實(shí)驗(yàn)，讓患者吸入。[69]戴維的第一項(xiàng)重要工作是研究，并在《研究，化學(xué)和哲學(xué)》(1800年)一書中發(fā)表了他的研究成果。在那篇文章中，戴維在第465頁指出了的鎮(zhèn)痛作用，并在第556頁指出了它用于外科手術(shù)的潛力。戴維為創(chuàng)造了“”這個(gè)名字。[69]

盡管戴維發(fā)現(xiàn)吸入可以減輕有意識(shí)的人的疼痛，但又過了44年，醫(yī)生才試圖用它來麻醉。

美國(guó)最早的商業(yè)生產(chǎn)者之一是詩人埃德加·愛倫·坡(Edgar Allan Poe)的表弟喬治·坡(George Poe)，他也是第一個(gè)液化天然氣的人。[70]

5.2 麻醉使用

1844年12月11日，在加德納·昆西·科爾頓和約翰·曼基·里格斯的協(xié)助下，牙醫(yī)霍勒斯·威爾斯在拔牙時(shí)表現(xiàn)出對(duì)疼痛不敏感，[71]這是第一次作為麻醉劑用于病人的治療。在接下來的幾周里，威爾斯在康涅狄格州哈特福德治療了第一批12到15名患者，根據(jù)他自己的記錄，只有兩例治療失敗。[72]盡管威爾斯于1844年12月向波士頓醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)報(bào)告了這些令人信服的結(jié)果，但其他牙醫(yī)并沒有立即采用這種新方法。究其原因，很可能是威爾斯在1845年1月第一次在波士頓向醫(yī)學(xué)院公開演示時(shí)，在一定程度上沒有成功，這讓他的同事們對(duì)其有效性和安全性產(chǎn)生了懷疑。[73]直到1863年，加德納·昆西·考頓才開始在他剛剛在紐黑文和紐約市建立的所有“考頓牙科協(xié)會(huì)”診所中成功地使用這種方法。[69]在接下來的三年里，考頓和他的同事成功地給25，000多名患者注射了。[74]今天，在牙科中被用作抗焦慮劑，作為局部麻醉劑的補(bǔ)充。

然而，還沒有被發(fā)現(xiàn)是足夠強(qiáng)的麻醉劑，不能用于醫(yī)院的大手術(shù)。相反，乙醚，作為一種更強(qiáng)更有效的麻醉劑，在1846年10月被證明并被接受使用，[69]在1847年與氯仿一起使用。然而，當(dāng)約瑟夫·托馬斯·克洛弗(Joseph Thomas Clover)在1876年發(fā)明“氣醚吸入器”后，醫(yī)院里普遍采用的做法是，先用少量開始所有麻醉治療，然后用更強(qiáng)的乙醚或氯仿逐漸增加麻醉程度。三葉草式的氣醚吸入器被設(shè)計(jì)為可同時(shí)向患者提供和乙醚，精確的混合物由設(shè)備的操作者控制。直到20世紀(jì)30年代，許多醫(yī)院還在使用。[74]雖然現(xiàn)在醫(yī)院使用更先進(jìn)的麻醉機(jī)，但這些機(jī)器仍然使用與三葉草氣醚吸入器相同的原理，在使用更強(qiáng)有力的麻醉劑之前，先用啟動(dòng)麻醉。

5.3 作為專利藥物

考頓普及了，致使一些名聲不太好的庸醫(yī)采用了這種氣體，這些庸醫(yī)把吹捧為一種治療肺癆、淋巴結(jié)核、粘膜炎和其他血液、咽喉和肺部疾病的良藥。是由波士頓的C. L. 布拉德和杰羅姆·哈里斯以及芝加哥的查爾斯·E·巴尼等人作為專利藥物進(jìn)行管理和授權(quán)的。[74][75]

6 生產(chǎn)

對(duì)各種的生產(chǎn)方法進(jìn)行了綜述。[76]

6.1 工業(yè)方法

的生產(chǎn)

[76]是在工業(yè)方面通過在大約250℃下小心加熱硝酸銨來制備的，硝酸銨分解成和水蒸氣。

NH4NO3 → 2 H2O + N2O

添加各種磷酸鹽有利于在稍低的溫度下形成更純凈的氣體。這種反應(yīng)可能難以控制，導(dǎo)致爆炸。

6.2 實(shí)驗(yàn)室方法

硝酸銨的分解也是制備氣體的一種常見實(shí)驗(yàn)室方法。同樣，將硝酸鈉和硫酸銨的混合物加熱可以得到：

2 NaNO 3 + (NH 4) 2SO 4 → Na 2SO 4 + 2 N 2O+ 4 H 2O

另一種方法涉及尿素、硝酸和硫酸的反應(yīng)：

2 (NH 2) 2CO + 2 HNO 3+ H 2SO 4 → 2 N 2O + 2 CO 2 + (NH 4) 2SO 4 + 2H 2O

報(bào)道了二氧化錳-氧化鉍催化劑直接氧化氨的方法：[81]奧斯特瓦爾德法。

2 NH 3 + 2 O 2 → N 2O + 3 H 2O

氯化羥銨與亞硝酸鈉反應(yīng)生成。如果將亞硝酸鹽添加到羥胺溶液中，唯一剩余的副產(chǎn)品就是鹽水。然而，如果將羥胺溶液加入亞硝酸鹽溶液中(亞硝酸鹽過多)，則會(huì)形成毒性更高的氮氧化物：

2 HNO 3 + 8 HCl + 4 SnCl 2 → 5 H 2O + 4 SnCl 4 + N 2O H 2N 2O 2→ H 2O + N 2O

氯化銨+納米2 → N2O +氯化鈉+ 2 H2O

用氯化亞錫和鹽酸處理硝酸也證實(shí)：

2 HNO 3 + 8 HCl + 4 SnCl 2 → 5 H 2O + 4 SnCl 4 + N 2O

亞亞硝酸在25℃和ph1–3下分解為和水，半衰期為16天。

H 2N 2O 2→ H 2O + N 2O

7 大氣事件

是地球大氣的微量組份，目前濃度約為0.330 ppm。

7.1 按來源分列的排放量

據(jù)估計(jì)，截至2010年，每年約有2950萬噸(含1880萬噸氮)進(jìn)入大氣層；其中64%是自然產(chǎn)生，36%是由于人類活動(dòng)產(chǎn)生。

大多數(shù)自然和人為排放到大氣中的一氧化二亞氮是由土壤和海洋中的細(xì)菌和真菌等微生物產(chǎn)生的。[85]自然植被下的土壤是的重要來源，占所有自然排放的60%。其他自然資源包括海洋(35%)和大氣化學(xué)反應(yīng)(5%)。

人為排放的主要成分是肥沃的農(nóng)業(yè)土壤和牲畜糞便(42%)、化肥徑流和淋濾(25%)、生物質(zhì)燃燒(10%)、化石燃料燃燒和工業(yè)加工(10%)、其他含氮大氣排放物的生物降解(9%)和人類污水(5%)。[86][87][88][89] 在農(nóng)業(yè)方面，通過土壤耕作、使用化肥和處理動(dòng)物糞便來提高的產(chǎn)量。這些活動(dòng)刺激自然生出的細(xì)菌產(chǎn)生更多的。由于土壤的排放隨時(shí)間和空間的不同而有顯著差異，[90] 因此很難測(cè)量它們的排放量，并且一年的大部分排放可能發(fā)生在條件有利的“炎熱時(shí)刻”[91][92] 和/或被稱為“熱點(diǎn)”的有利位置。

在工業(yè)排放中，硝酸和己二酸的生產(chǎn)是排放的最大來源。己二酸的排放主要源于環(huán)己酮硝化產(chǎn)生的硝基酸中間體降解。

7.2 生物過程

產(chǎn)生的自然過程可分為硝化和反硝化。具體而言，它們包括:

好氧自養(yǎng)硝化，氨(NH3)逐步氧化成亞硝酸鹽(NO?2)和硝酸鹽(NO?3)厭氧異養(yǎng)反硝化，將NO?3逐步還原為NO?2、一氧化氮(NO)、N2O，最終還原為N2，其中兼性厭氧菌在氧氣(O2)不足的情況下，使用NO?3作為有機(jī)物質(zhì)呼吸的電子受體硝化反硝化作用，由自養(yǎng)NH3氧化細(xì)菌和氨(NH3)氧化成亞硝酸鹽(NO?2)的方法進(jìn)行，然后NO?2還原成一氧化氮(NO)、N2O 和分子氮(N2)異養(yǎng)硝化相同異養(yǎng)硝化細(xì)菌的好氧反硝化作用真菌脫氮非生物化學(xué)脫氮

這些過程受到土壤化學(xué)和物理性質(zhì)的影響，例如礦物氮和有機(jī)物的有效性、酸度和土壤類型，以及與氣候相關(guān)的因素，例如土壤溫度和含水量。

在還原酶的催化下，這種氣體在細(xì)胞內(nèi)的消耗極大地限制了它向大氣的排放。

8 環(huán)境影響

8.1 溫室效應(yīng)

溫室氣體的趨勢(shì)

作為一種溫室氣體，具有顯著的全球變暖潛力。以每分子為基礎(chǔ)，經(jīng)過到100年，的大氣吸熱能力是二氧化碳的298倍； 然而，由于其濃度低(低于一氧化碳濃度的1/1000)，[99] 其對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)小于二氧化碳的三分之一，也小于水蒸氣和甲烷。另一方面，由于進(jìn)入大氣的或更多是人類活動(dòng)的結(jié)果，而且自1750年以來其濃度增加了15%,[99][99] 因此控制被認(rèn)為是抑制溫室氣體排放的其中一項(xiàng)努力。

諾貝爾獎(jiǎng)獲得者保羅·克魯岑(Paul Crutzen) 2008年的一項(xiàng)研究表明，農(nóng)業(yè)硝酸鹽化肥釋放的量被嚴(yán)重低估，根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(Environmental Protection Agency)的數(shù)據(jù)，其中大部分可能來自土壤和海洋釋放。

全球約40%的排放來自人類活動(dòng)。是從農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸和工業(yè)活動(dòng)中排放的，如下所述。

農(nóng)業(yè)。可由各種農(nóng)業(yè)土壤管理活動(dòng)產(chǎn)生，例如合成肥料和有機(jī)肥料的施用以及其他種植方式、糞肥管理或焚燒農(nóng)業(yè)殘留物。農(nóng)業(yè)土壤管理是美國(guó)最大的N2O排放源，2016年約占美國(guó)N2O排放總量的77%。燃料燃燒。燃料燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生。燃燒燃料排放的N2O量取決于燃料類型和燃燒技術(shù)、維護(hù)和操作實(shí)踐。工業(yè)。是硝酸生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，硝酸用于制造合成商品肥料，己二酸用于制造纖維，如尼龍和其他合成產(chǎn)品。

8.2 臭氧層耗竭

也與臭氧層變薄有關(guān)。一項(xiàng)新的研究表明，排放目前是最重要的臭氧消耗物質(zhì)，預(yù)計(jì)在整個(gè)二十一世紀(jì)仍將是最大的。

打110問一下，回答的會(huì)比較詳細(xì)一些。

標(biāo)簽：吸食拘留什么