Exposition gegenüber atmosphärischem Ammoniak. Wie man nicht stirbt

Als Fortsetzung der vorherigen Post- Frage war einer der Punkte, die in der Frage angesprochen wurden, dass die Atmosphäre, die dargestellt wird, zu etwa 0,7 % aus Ammoniak besteht, das durch biologische Mittel wieder aufgefüllt wird.

In besagtem Beitrag wurde eine Gruppe von Menschen auf nicht näher bezeichnete Weise zu einer bewohnbaren Supererde transportiert und sitzt dort fest. Glücklicherweise hat dieser Transport durch nicht näher bezeichnete Mittel auch die Menschen so modifiziert, dass sie in der Lage sind, diese Atmosphäre einzuatmen.

So:

Gibt es mögliche physiologische Veränderungen am menschlichen Körper, die vorgenommen werden können, damit der Mensch in dieser Menge an atmosphärischem Ammoniak überleben kann?

Das ist etwa das 20-fache des NIOSH-IDLH-Grenzwerts (unmittelbar gefährlich für Leben und Gesundheit), bei dem eine 30-minütige Exposition zum Tod oder zu dauerhaften Gesundheitsschäden führt. Es ist wahrscheinlich, dass die erforderlichen Änderungen ziemlich umfangreich und invasiv wären.

Antworten (2)

Glutaminsynthetase und viel davon.

Ammoniakkreislauf

http://education.med.nyu.edu/mbm/aminoAcids/ureaCycle.shtml

Betonung von mir. In Ihren Zellen wird Ammoniak (NH4 im Körper) entgiftet, indem es der Aminosäure Glutamat hinzugefügt wird, um Glutamin herzustellen. Glutamin ist nützlich für alle möglichen anderen Dinge wie die Herstellung anderer Aminosäuren. Meistens geschieht dies in der Leber.

Bei Ihren konstruierten Leuten passiert es auch in der Lunge. Riesige Mengen an Glutamat und Glutaminsynthetase befinden sich in den Alveolarräumen und wenn Ammoniak absorbiert wird, wird es schnell aufgenommen und zu Glutamin hinzugefügt. Das hinzugefügte Protein (als Ammoniak) kann verwendet werden, um später mehr Glutamat herzustellen.

Letztlich kann dieser Stickstoffüberschuss von Leber und Niere verarbeitet werden. Für Ihre technisierten Leute ist es das funktionale Äquivalent zu einer sehr proteinreichen Ernährung.

Eine „sehr proteinreiche Ernährung“ kann die Nieren belasten und folglich zusätzliche Modifikationen zur Minderung erfordern.
@SillybutTrue - Guter Punkt. Diese Menschen müssten riesige Mengen Bier trinken, um den Stickstoff zu verdünnen und die Nieren bei Laune zu halten.
@Willk , das könnte die 1,2% CO2 in der Atmosphäre erklären, viel Gärung in diesen Brauereien. Auf der anderen Seite riecht dieser Planet nach abgestandener Pisse, ich würde versuchen, so schnell wie möglich rauszukommen.
Ich werde auf jeden Fall Deutsche in die Mischung der Menschen aufnehmen.
Denken Sie auch an die Augäpfel der armen Leute. Eine permanent wassernasse Oberfläche wie das Auge wird ziemlich eifrig Ammoniak aufsaugen, und dieses Zeug wird die <zensierten Kommentare, noch mehr zensierten Kommentare> aus deinen armen Augen brennen.
@PCMan - hm, ja. Sie weinen die ganze Zeit. So ziemlich ständig, über alles. Sie sind so konstruiert, dass sie extrem sentimental sind.

Atmosphärisches Ammoniak wird ein geringeres Problem darstellen. Es ist das im verfügbaren Wasser gelöste Ammoniak, das die Frage aufwirft, ob ein Planet mit 0,7 % atmosphärischem Ammoniak überleben kann

[weniger relevante Überlegung gelöscht]

Der Planet ist als bewohnbar definiert, also hat der Planet Wasser. Ammoniak ist bei 20 ° C (steigt mit abnehmender Temperatur) und 1 atm zu 31% in Wasser löslich - bei 1,5 atm wird es mehr sein.

Eine solche Menge an freiem Ammoniak in der Luft würde bedeuten, dass das Oberflächenwasser des Planeten nahezu gesättigt ist. 25 % w/w ist eher eine konservative Zahl.
Ein Viertel des Oberflächenwassers des Planeten besteht aus Ammoniak? Dies bedeutet ein viel größeres Problem für die menschliche Präsenz als das atmosphärische Ammoniak.

Bei dieser Ammoniakkonzentration liegt der pH-Wert des Wassers auf dem Planeten zwischen 11 und 12 . Nicht so ätzend wie Ätznatron, aber ein Erdlingskörper, der in Wasser gelassen wird, wird sich wahrscheinlich in etwa einer Woche auflösen (mit Ausnahme der Knochen).

Der erste reine Wasserregen (wie wir ihn auf der Erde haben) wird die Luft in dem Bereich reinigen, in dem er auf eine Ammoniakkonzentration von 0 % fällt**. Die einzige Möglichkeit, ihn wieder steigen zu lassen, besteht darin, den Ort, an dem der Regen fällt, alkalischer als pH 12 zu machen. Was Sie nur durch Auflösen von Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxiden erreichen

Als Lewis-Base ist das Ammoniumion auch ein ziemlich guter Komplexbildner. Viele Übergangsmetalle (lesen Sie Schwermetalle), die normalerweise in Wasser unlöslich sind, werden jetzt in höherer Konzentration im "Wasser" des Planeten vorhanden sein : Kupfer, Nickel, Zink, Kobalt, Chrom, Silber, Gold und die gesamte Platingruppe. Das bedeutet, dass jedes existierende Leben auf dem Planeten eine Biochemie haben wird, die dem Menschen oder der Erde fremd ist. Als einige Beispiele:

  • Silber- und Kupferionen - keimtötend für Erdmikroben. Das heißt, jedes Leben dort muss auf völlig unterschiedlichen Evolutionspfaden begonnen und fortgesetzt haben
  • Wenn Sie Kupfer auf dem Planeten haben, verabschieden Sie sich von Cellulose - sie löst sich in fast allen Tertaaminokupferlösungen auf (ich habe es selbst getan, ausgehend von Kupfercarbonat + Ammoniaklösung - Schweizers Reagenz ist effektiver). Die einheimischen Gräser und Bäume darin müssen ein anderes Biopolymer für ihre Struktur verwenden

Die Gezeitentümpel, die die Lebensentwicklung auf diesem Planeten auslösten, könnten aufgrund von Kupfer- und Chromsalzen recht interessante Farben gezeigt haben.

Selbst wenn es auf diesem Planeten kein Leben gibt, bedeutet dies, dass die Bedingungen dort für das Leben auf der Erde und die Landwirtschaft ungeeignet sind. Während der Aufenthalt in Innenräumen das atmosphärische Ammoniak auf einem sicheren Niveau halten kann, besteht eine Schneeflockenchance in der Hölle, dass eine terranische Landwirtschaft auf diesem Planeten praktiziert werden kann - welche Nahrungsreserven stehen ihnen zur Verfügung ?

Ansonsten hat vielleicht „der besagte Transport durch nicht näher bezeichnete Mittel auch die Menschen so verändert“, dass sie an eine schwermetallreiche Ernährung angepasst sind. Wahrscheinlich haben sie ihren Blutsauerstofftransport von Hämoglobin auf Hämocyanin umgestellt.


** Erster Nachweis von Ammoniak (NH3) in der oberen Troposphäre des asiatischen Sommermonsuns

Dreimonatige Durchschnittsprofile von 10° Länge × 10° Breite, die [parts per trillion in volume]in diesem Höhenbereich maximale Mischungsverhältnisse von etwa 30 pptv erreichen, wurden abgerufen ... Auf globaler Ebene, außerhalb des Monsungebiets und während verschiedener Jahreszeiten, konnten wir keine Verstärkung feststellen NH3-Werte oberhalb der eigentlichen Nachweisgrenze von etwa 3–5 pptv. Diese Obergrenze hilft, globale Modellsimulationen einzuschränken.


Einmal produziert, steigt es schnell in die obere Seite der Atmosphäre auf. (Weitere Untersuchungen bestätigen den Hinweis von @LoganR.Kearsley, dass die Gase in der Troposphäre tendenziell gut gemischt sind. Beispiel für Methan - leichter als Luft - in der Erdatmosphäre )

Nein, es wird nicht schnell an die Spitze der Atmosphäre steigen. Unterhalb der Tropopause bleiben die Gase gut gemischt. Wenn bestimmte Orte mehr Ammoniak erzeugen als andere, werden dort im Allgemeinen Luftmassen aufsteigen, genauso wie feuchte Luft auf der Erde aufsteigt, aber das Wetter wird sie verteilen, bevor sie sich schichten kann.
@LoganR.Kearsley - Punkt. Wird korrigieren.
Würde der hohe CO2-Gehalt das Ammoniak nicht neutralisieren?
@Seraphim Ammoniumcarbonat zersetzt sich bei ziemlich niedrigen Temperaturen. Außerdem, wenn das Ammoniak im Wasser in Salzen gebunden ist, warum löst sich dann das atmosphärische Ammoniak nicht sofort im Oberflächenwasser auf? Ammoniak ist ziemlich "gierig" nach Wasser - Ammoniakbrunnen
Hmm, also muss ich das Ammoniak entweder wirklich zurücknehmen oder es vielleicht durch mikrobielles Leben verbrauchen lassen? Zusammen mit den Ammoniakproduzenten würde ich auf dem Planeten einen ordentlichen Energiekreislauf hinzufügen.
@Seraphim Terranisches Leben ist mit einer signifikanten atmosphärischen Ammoniakkonzentration nicht kompatibel - es wird es so schnell wie möglich fressen. Sie können es an isolierten Orten (z. B. intensive Schweinefarmen) bekommen, aber nicht so wichtig wie der Prozentsatz der Atmosphäre.
@Seraphim hat einen Artikel gefunden, der Ihnen von Zeit zu Zeit eine Konzentration von 30e-9 pro Band erlaubt. Andernfalls sieht es so aus, als müssten Sie das atmosphärische Ammoniak auf unter 5e-9 Teile pro Volumen zurückwählen.
Nun, das war mein erster Ausflug in die Gestaltung einer Atmosphäre. Ich dachte nur, das Ammoniak würde es Tieren erleichtern, Metalle in ihrem Stoffwechsel zu haben und als Dünger für aerobes Plankton.
@Seraphim Phytomining „Rund 700 sind sogenannte „Hyperakkumulatoren“, wie Kinabalus P. rufuschaneyi. Im Laufe der Zeit saugen sie Metalle wie Nickel, Zink, Kobalt und sogar Gold aus dem Boden.“ Eine größere Menge an Schwefeloxiden erhält mehr Sulfatsalze – die große Mehrheit von ihnen ist löslich .
@Seraphim Eisensulfat wurde bei der Eisendüngung (anstelle der Stickstoffdüngung) verwendet, es funktioniert nur in eisenarmen Gewässern. Aber es zeigt, dass nicht unbedingt Stickstoffknappheit der restriktivste Faktor für das Planktonwachstum ist.