Sadržaj kisika u čistom zraku je. Jeste li znali da je zrak mješavina plinova? Plinski sastav zraka

Svaki dan udahnemo oko 20 tisuća. Dovoljno je zaustaviti dotok kisika u krv na 7-8 minuta da bi došlo do nepovratnih promjena u moždanoj kori. Zrak podržava mnoge biokemijske reakcije u našem tijelu. A o njegovoj kvaliteti uvelike ovisi naše zdravlje.

tekst: Tatyana Gaverdovskaya

Svaki dan udahnemo oko 20 tisuća. Dovoljno je zaustaviti dotok kisika u krv na 7-8 minuta da bi došlo do nepovratnih promjena u kori velikog mozga. Zrak podržava mnoge biokemijske reakcije u našem tijelu. A o njegovoj kvaliteti uvelike ovisi naše zdravlje.

Atmosferski zrak na Zemljinoj površini obično se sastoji od dušika (78,09%), kisika (20,95%) i ugljičnog dioksida (0,03-0,04%). Preostali plinovi zajedno zauzimaju manje od 1% volumena, a to su argon, ksenon, neon, helij, vodik, radon i drugi. Međutim, emisije iz industrijskih poduzeća i transporta narušavaju ovaj omjer komponenti. Samo u Moskvi godišnje se u zrak ispusti od 1 do 1,2 milijuna tona štetnih kemikalija, odnosno 100-150 kg na svakog od 12 milijuna stanovnika Moskve. Vrijedno je razmisliti o tome što udišemo i što nam može pomoći da se odupremo ovom "plinskom napadu".

Najkraći put

Ljudska pluća imaju površinu do 100 m2, što je 50 puta veće od površine kože. U njima je zrak u izravnom dodiru s krvlju, u kojoj se otapaju gotovo sve tvari sadržane u njoj. Iz pluća, zaobilazeći organ detoksikacije – jetru, djeluju na organizam 80-100 puta jače nego kroz gastrointestinalni trakt kad se progutaju.

Zrak koji udišemo onečišćen je s oko 280 otrovnih spojeva. To su soli teških metala (Cu, Cd, Pb, Mn, Ni, Zn), oksidi dušika i ugljika, amonijak, sumporov dioksid i dr. Za mirnog vremena svi se ti štetni spojevi talože i stvaraju gusti sloj pri tlu. - smog. Pod utjecajem ultraljubičastih zraka tijekom vrućeg razdoblja štetne plinske smjese pretvaraju se u štetnije tvari - fotooksidante. Svaki dan osoba udahne do 20 tisuća litara zraka. I za mjesec dana u velikom gradu može akumulirati otrovnu dozu. Zbog toga dolazi do pada imuniteta i pojave respiratornih i neuroloških bolesti. Od toga posebno pate djeca.

Poduzimamo mjere

1. Čaj od nevena, kamilice, pasjeg trna i šipka pomoći će u zaštiti organizma od prodiranja teških metala u stanice.

2. Neke biljke, na primjer, korijander (cilantro), uspješno se koriste za uklanjanje otrovnih tvari. Prema stručnjacima, trebate jesti najmanje 5 g ove biljke dnevno (oko 1 žličice).

3. Češnjak, sjemenke sezama, ginseng i mnogi drugi biljni proizvodi također imaju sposobnost vezanja i uklanjanja teških metala. Djelotvoran je i sok od jabuke koji sadrži mnogo pektina – prirodnih adsorbenata.

Grad bez kisika

Stanovnici metropole stalno doživljavaju nedostatak kisika zbog industrijskih emisija i zagađenja. Tako se pri izgaranju 1 kg ugljena ili drva za ogrjev troši više od 2 kg kisika. Jedan automobil za 2 sata rada apsorbira toliko kisika koliko drvo oslobodi za 2 godine.

Koncentracija kisika u zraku često je samo 15-18%, dok je norma oko 20%. Na prvi pogled, to je mala razlika - samo 3-5%, ali za naše tijelo je prilično uočljiva. Razina kisika u zraku od 10% ili niža smrtonosna je za ljude. Nažalost, u prirodnim uvjetima dovoljna količina kisika postoji samo u gradskim parkovima (20,8%), prigradskim šumama (21,6%) i na obalama mora i oceana (21,9%). Situaciju pogoršava činjenica da se svakih 10 godina površina pluća smanjuje za 5%.

Kisik povećava mentalnu sposobnost, otpornost organizma na stres, potiče usklađen rad unutarnjih organa, poboljšava imunitet, potiče mršavljenje i normalizira san. Znanstvenici su izračunali da kada bi u Zemljinoj atmosferi bilo 2 puta više kisika, mogli bismo pretrčati stotine kilometara bez umora.

Kisik čini 90% mase molekule vode. Tijelo sadrži 65-75% vode. Mozak čini 2% ukupne tjelesne težine i troši 20% kisika koji ulazi u tijelo. Bez kisika stanice ne rastu i umiru.

Poduzimamo mjere

1. Da biste tijelo adekvatno zasitili kisikom, svaki dan morate šetati šumom najmanje jedan sat. Tijekom jedne godine tipično stablo proizvede količinu kisika potrebnu za obitelj od 4 osobe u istom razdoblju.

2. Kako bi se nadoknadio nedostatak kisika u tijelu, liječnici preporučuju piti slanu i mineralnu alkalnu vodu, napitke s mliječnom kiselinom (obrano mlijeko, sirutka) i sokove.

3. Kokteli s kisikom pomažu riješiti se hipoksije. Što se tiče učinka na tijelo, mala porcija koktela jednaka je punoj šetnji šumom.

4. Terapija kisikom je metoda liječenja koja se temelji na udisanju plinske smjese s povećanom (u odnosu na sadržaj kisika u zraku) koncentracijom kisika.

Kućna zamka

Prema stručnjacima WHO-a, stanovnici gradova provode oko 80% svog vremena u zatvorenom prostoru. Znanstvenici su otkrili da je zrak u zatvorenom prostoru 4-6 puta prljaviji od vanjskog i 8-10 puta otrovniji. To su formaldehid i fenol iz namještaja, neke vrste sintetičkih tkanina, tepiha, štetne tvari iz građevinskih materijala (primjerice, karbamid iz cementa može ispuštati amonijak), prašina, dlake kućnih ljubimaca itd. Istovremeno, u urbanim sredinama kisik je znatno manje, što dovodi do nedostatka kisika (hipoksije) kod ljudi.

Plinski štednjak također može negativno utjecati na atmosferu u kući. Zrak plinificiranih zgrada, u usporedbi s vanjskim zrakom, sadrži 2,5 puta više štetnih dušikovih oksida, 50 puta više tvari koje sadrže sumpor, fenola - za 30-40%, ugljikovih oksida - za 50-60%.

No, glavna pošast zatvorenih prostora je ugljični dioksid, čiji je glavni izvor čovjek. Na sat izdahnemo od 18 do 25 litara ovog plina. Nedavna istraživanja stranih znanstvenika pokazala su da ugljični dioksid negativno utječe na ljudsko tijelo čak iu niskim koncentracijama. U stambenim prostorijama ugljični dioksid ne smije prelaziti 0,1%. U prostoriji s koncentracijom ugljičnog dioksida od 3-4%, osoba se guši, pojavljuju se glavobolje, tinitus, a puls se usporava. Međutim, u malim količinama (0,03-0,04%) ugljikov dioksid je neophodan za održavanje fizioloških procesa.

Poduzimamo mjere

1. Vrlo je važno da zrak u prostoriji bude “lagan”, tj. ioniziran. Sa smanjenjem broja zračnih iona, crvene krvne stanice slabije apsorbiraju kisik i moguća je hipoksija. Zrak u gradovima sadrži samo 50-100 lakih iona po 1 cm³ i desetke tisuća teških (nenabijenih) iona. U planinama je najveća ionizacija zraka 800-1000 po 1 cm³ ili više.

2. Prema studiji koju je provela američka svemirska agencija, neke sobne biljke djeluju kao učinkoviti biofilteri. U borbi protiv formaldehida pomažu paprat klorofitum i nefrolepis. Ksilen i toluen, koje otpuštaju npr. lakovi, neutralizira Ficus Benjamin. Azalea se može nositi sa spojevima amonijaka. Sansevieria, philodendron, bršljan i dieffenbachia proizvode puno kisika i apsorbiraju štetne tvari.

3. Ne zaboravite na redovito provjetravanje. To je posebno važno u spavaćoj sobi, gdje ljudi provode trećinu svog života.

Opasnosti na cesti

Motorni promet opskrbljuje lavovski udio zagađivača zraka: za Moskvu je to oko 93%, za Sankt Peterburg - 71%. U Moskvi ima gotovo 4 milijuna automobila, a njihov broj raste svake godine. Stručnjaci vjeruju da će do 2015. vozni park Moskve iznositi više od 5 milijuna vozila. Prosječan osobni automobil u mjesec dana sagori toliko kisika koliko godišnje proizvede 1 hektar šume, a godišnje ispusti oko 800 kg ugljičnog monoksida, oko 40 kg dušikovih oksida i oko 200 kg raznih ugljikovodika.

Najveća opasnost za one koji često koriste automobile je ugljični monoksid. Veže se na hemoglobin krvi 200 puta brže od kisika. Eksperimenti provedeni u SAD-u pokazali su da zbog utjecaja ugljikovog monoksida ljudi koji provode puno vremena u vožnji imaju poremećenu reakciju. Pri koncentraciji ugljičnog monoksida od 6 mg/m3 tijekom 20 minuta smanjuje se osjetljivost očiju na boju i svjetlo. Pod utjecajem velikih količina ugljičnog monoksida može doći do nesvjestice, kome, pa čak i smrti.

Poduzimamo mjere

1. Mliječni enzimi i kiseline uklanjaju produkte razgradnje ugljičnog monoksida. Uz normalnu toleranciju, možete popiti do litre mlijeka dnevno.

2. Za neutralizaciju djelovanja ugljičnog monoksida preporuča se jesti što više voća: zelene jabuke, grejpa, kao i meda i oraha.

Ljubazno sa zdravim

Njemački znanstvenici otkrili su da seksualno uzbuđenje aktivira kardiovaskularni sustav i povećava protok krvi. Kao rezultat, tkiva su bolje zasićena kisikom, a rizik od srčanog ili moždanog udara smanjen je za 50%.

Što diše metro?

Znanstvenici s instituta Karolinska u Švedskoj zaključili su da više od 5 tisuća Šveđana godišnje umre od udisanja mikroskopskih čestica ugljena, asfalta, željeza i drugih zagađivača u zraku metroa u Stockholmu. Ove čestice imaju jači destruktivni učinak na ljudsku DNK nego čestice sadržane u ispušnim plinovima automobila koje nastaju kao rezultat izgaranja drvnog goriva.

Nebo nad Moskvom

Prema promatranjima Roshydrometa, u 2011. stupanj onečišćenja zraka u gradovima Moskovske regije ocijenjen je kao: vrlo visok - u Moskvi, visok - u Serpukhovu, povećan - u Voskresensku, Klinu, Kolomni, Mytishchiju, Podolsku i Elektrostalu, nizak - u rezervatu biosfere Dzerzhinsky, Shchelkovo i Prioksko-Terrasny.

Atmosfera je plinoviti omotač našeg planeta koji se okreće zajedno sa Zemljom. Plin u atmosferi naziva se zrak. Atmosfera je u dodiru s hidrosferom i djelomično pokriva litosferu. Ali gornje granice teško je odrediti. Konvencionalno je prihvaćeno da se atmosfera proteže prema gore otprilike tri tisuće kilometara. Tamo glatko teče u bezzračni prostor.

Kemijski sastav Zemljine atmosfere

Formiranje kemijskog sastava atmosfere počelo je prije otprilike četiri milijarde godina. U početku se atmosfera sastojala samo od lakih plinova - helija i vodika. Prema znanstvenicima, prvi preduvjeti za stvaranje plinske ljuske oko Zemlje bile su vulkanske erupcije koje su, zajedno s lavom, ispuštale ogromne količine plinova. Nakon toga je započela izmjena plinova s ​​vodenim prostorima, sa živim organizmima i s proizvodima njihovih aktivnosti. Sastav zraka postupno se mijenjao i fiksirao se u svom modernom obliku prije nekoliko milijuna godina.

Glavne komponente atmosfere su dušik (oko 79%) i kisik (20%). Preostali postotak (1%) čine sljedeći plinovi: argon, neon, helij, metan, ugljikov dioksid, vodik, kripton, ksenon, ozon, amonijak, sumpor i dušikov dioksid, dušikov oksid i ugljikov monoksid, koji su uključeni u ovaj jedan posto.

Osim toga, zrak sadrži vodenu paru i čestične tvari (pelud, prašinu, kristale soli, aerosolne nečistoće).

Nedavno su znanstvenici primijetili ne kvalitativnu, već kvantitativnu promjenu u nekim sastojcima zraka. A razlog tome je čovjek i njegove aktivnosti. Samo u posljednjih 100 godina, razine ugljičnog dioksida značajno su porasle! To je bremenito mnogim problemima, od kojih su najglobalniji klimatske promjene.

Formiranje vremena i klime

Atmosfera igra ključnu ulogu u oblikovanju klime i vremena na Zemlji. Mnogo ovisi o količini sunčeve svjetlosti, prirodi podloge i atmosferskoj cirkulaciji.

Pogledajmo čimbenike redom.

1. Atmosfera propušta toplinu sunčevih zraka i upija štetna zračenja. Stari Grci su znali da sunčeve zrake padaju na različite dijelove Zemlje pod različitim kutovima. Sama riječ "klima" u prijevodu sa starogrčkog znači "nagib". Dakle, na ekvatoru sunčeve zrake padaju gotovo okomito, zbog čega je ovdje jako vruće. Što je bliže polovima, to je veći kut nagiba. I temperatura pada.

2. Zbog neravnomjernog zagrijavanja Zemlje u atmosferi nastaju zračna strujanja. Klasificirani su prema veličini. Najmanji (desetci i stotine metara) su lokalni vjetrovi. Zatim slijede monsuni i pasati, ciklone i anticiklone te planetarne frontalne zone.

Sve te zračne mase neprestano se kreću. Neki od njih su prilično statični. Na primjer, pasati koji pušu iz suptropskog područja prema ekvatoru. Kretanje ostalih uvelike ovisi o atmosferskom tlaku.

3. Atmosferski tlak je još jedan faktor koji utječe na formiranje klime. To je tlak zraka na površini zemlje. Kao što je poznato, zračne mase kreću se iz područja visokog atmosferskog tlaka prema području gdje je taj tlak niži.

Dodijeljeno je ukupno 7 zona. Ekvator je zona niskog tlaka. Nadalje, s obje strane ekvatora do tridesetih geografskih širina nalazi se područje visokog tlaka. Od 30° do 60° - opet nizak tlak. A od 60° do polova je zona visokog tlaka. Između ovih zona kruže zračne mase. Oni koji dolaze s mora na kopno donose kišu i loše vrijeme, a oni koji pušu s kontinenata donose vedro i suho vrijeme. Na mjestima sudara zračnih struja formiraju se zone atmosferske fronte, koje karakteriziraju oborine i loše, vjetrovito vrijeme.

Znanstvenici su dokazali da čak i dobrobit osobe ovisi o atmosferskom tlaku. Prema međunarodnim standardima, normalni atmosferski tlak je 760 mm Hg. stupca na temperaturi od 0°C. Ovaj se pokazatelj izračunava za one površine kopna koje su gotovo na razini razine mora. S visinom tlak opada. Stoga, na primjer, za St. Petersburg 760 mm Hg. - ovo je norma. Ali za Moskvu, koja se nalazi više, normalni tlak je 748 mm Hg.

Tlak se ne mijenja samo okomito, već i vodoravno. Osobito se to osjeti tijekom prolaska ciklona.

Struktura atmosfere

Atmosfera podsjeća na slojevitu tortu. I svaki sloj ima svoje karakteristike.

. Troposfera- sloj najbliži Zemlji. "Debljina" ovog sloja mijenja se s udaljenošću od ekvatora. Iznad ekvatora, sloj se proteže prema gore za 16-18 km, u umjerenim zonama za 10-12 km, na polovima za 8-10 km.

Ovdje se nalazi 80% ukupne zračne mase i 90% vodene pare. Ovdje nastaju oblaci, nastaju ciklone i anticiklone. Temperatura zraka ovisi o nadmorskoj visini područja. U prosjeku se smanjuje za 0,65°C na svakih 100 metara.

. Tropopauza- prijelazni sloj atmosfere. Visina mu se kreće od nekoliko stotina metara do 1-2 km. Temperatura zraka ljeti je viša nego zimi. Na primjer, iznad polova zimi je -65° C. A iznad ekvatora je -70° C u bilo koje doba godine.

. Stratosfera- ovo je sloj čija gornja granica leži na nadmorskoj visini od 50-55 kilometara. Turbulencija je ovdje niska, sadržaj vodene pare u zraku je zanemariv. Ali ima puno ozona. Najveća mu je koncentracija na nadmorskoj visini od 20-25 km. U stratosferi temperatura zraka počinje rasti i doseže +0,8° C. To je zbog činjenice da ozonski omotač stupa u interakciju s ultraljubičastim zračenjem.

. Stratopauza- niski međusloj između stratosfere i mezosfere koji slijedi.

. Mezosfera- gornja granica ovog sloja je 80-85 kilometara. Ovdje se odvijaju složeni fotokemijski procesi koji uključuju slobodne radikale. Oni su ti koji daju taj nježni plavi sjaj našeg planeta, koji se vidi iz svemira.

Većina kometa i meteorita izgara u mezosferi.

. Mezopauza- sljedeći međusloj, temperatura zraka u kojoj je najmanje -90 °.

. Termosfera- donja granica počinje na nadmorskoj visini od 80 - 90 km, a gornja granica sloja ide približno na 800 km. Temperatura zraka raste. Može varirati od +500° C do +1000° C. Tijekom dana temperaturne fluktuacije iznose stotine stupnjeva! Ali zrak je ovdje toliko razrijeđen da razumijevanje pojma "temperatura" onako kako ga mi zamišljamo ovdje nije prikladno.

. Ionosfera- objedinjuje mezosferu, mezopauzu i termosferu. Zrak se ovdje sastoji uglavnom od molekula kisika i dušika, kao i kvazi-neutralne plazme. Sunčeve zrake koje ulaze u ionosferu snažno ioniziraju molekule zraka. U nižem sloju (do 90 km) stupanj ionizacije je nizak. Što je veći, veća je ionizacija. Dakle, na visini od 100-110 km elektroni su koncentrirani. To pomaže u reflektiranju kratkih i srednjih radio valova.

Najvažniji sloj ionosfere je onaj gornji koji se nalazi na visini od 150-400 km. Njegova je osobitost da reflektira radio valove, što olakšava prijenos radio signala na znatne udaljenosti.

U ionosferi se pojavljuje takav fenomen kao što je aurora.

. Egzosfera- sastoji se od atoma kisika, helija i vodika. Plin u ovom sloju je vrlo razrijeđen i atomi vodika često pobjegnu u svemir. Stoga se ovaj sloj naziva "zona disperzije".

Prvi znanstvenik koji je sugerirao da naša atmosfera ima težinu bio je Talijan E. Torricelli. Ostap Bender je, primjerice, u svom romanu “Zlatno tele” žalio kako je svaki čovjek pritisnut stupom zraka od 14 kg! Ali veliki spletkar se malo prevario. Odrasla osoba doživljava pritisak od 13-15 tona! Ali mi ne osjećamo tu težinu, jer je atmosferski tlak uravnotežen unutarnjim pritiskom osobe. Težina naše atmosfere je 5 300 000 000 000 000 tona. Brojka je kolosalna, iako je samo milijunti dio težine našeg planeta.

Struktura i sastav Zemljine atmosfere, mora se reći, nisu uvijek bile konstantne vrijednosti u jednom ili drugom razdoblju razvoja našeg planeta. Danas je vertikalna struktura ovog elementa, čija ukupna "debljina" iznosi 1,5-2,0 tisuća km, predstavljena s nekoliko glavnih slojeva, uključujući:

1. Troposfera.
2. Tropopauza.
3. Stratosfera.
4. Stratopauza.
5. Mezosfera i mezopauza.
6. Termosfera.
7. Egzosfera.

Osnovni elementi atmosfere

Troposfera je sloj u kojem se opažaju jaka vertikalna i horizontalna kretanja; tu se formiraju vremenski, sedimentni fenomeni i klimatski uvjeti. Proteže se 7-8 kilometara od površine planeta gotovo posvuda, s izuzetkom polarnih područja (tamo do 15 km). U troposferi dolazi do postupnog pada temperature, otprilike za 6,4°C sa svakim kilometrom nadmorske visine. Ovaj pokazatelj može se razlikovati za različite geografske širine i godišnja doba.

Sastav Zemljine atmosfere u ovom dijelu predstavljen je sljedećim elementima i njihovim postocima:

Dušik - oko 78 posto;

Kisik - gotovo 21 posto;

Argon - oko jedan posto;

Ugljični dioksid - manje od 0,05%.

Pojedinačna kompozicija do visine od 90 kilometara

Osim toga, ovdje možete pronaći prašinu, kapljice vode, vodenu paru, produkte izgaranja, kristale leda, morske soli, mnoge čestice aerosola itd. Ovakav sastav Zemljine atmosfere promatra se do otprilike devedeset kilometara visine, pa je zrak približno isti u kemijskom sastavu, ne samo u troposferi, već iu gornjim slojevima. Ali ondje atmosfera ima bitno drugačija fizikalna svojstva. Sloj koji ima opći kemijski sastav naziva se homosfera.

Koji drugi elementi čine Zemljinu atmosferu? U postocima (po volumenu, u suhom zraku) plinovi kao što su kripton (oko 1,14 x 10 -4), ksenon (8,7 x 10 -7), vodik (5,0 x 10 -5), metan (oko 1,7 x 10 -5) ovdje su zastupljeni dušikov oksid (5,0 x 10 -5) itd. U postotku od navedenih komponenti najviše je dušikovog oksida i vodika, zatim helij, kripton itd.

Fizikalna svojstva različitih atmosferskih slojeva

Fizička svojstva troposfere usko su povezana s njezinom blizinom površini planeta. Odavde se reflektirana sunčeva toplina u obliku infracrvenih zraka usmjerava natrag prema gore, uključujući procese kondukcije i konvekcije. Zato temperatura pada s udaljavanjem od površine zemlje. Ova pojava se opaža do visine stratosfere (11-17 kilometara), zatim temperatura postaje gotovo nepromijenjena do 34-35 km, a zatim temperatura ponovno raste do visine od 50 kilometara (gornja granica stratosfere) . Između stratosfere i troposfere nalazi se tanki srednji sloj tropopauze (do 1-2 km), gdje se opažaju stalne temperature iznad ekvatora - oko minus 70 ° C i niže. Iznad polova se tropopauza ljeti "zagrije" do minus 45°C; zimi se temperature ovdje kreću oko -65°C.

Plinski sastav Zemljine atmosfere uključuje tako važan element kao što je ozon. Na površini ga ima relativno malo (deset na minus šestu potenciju od jednog postotka), budući da plin nastaje pod utjecajem sunčeve svjetlosti iz atomskog kisika u gornjim dijelovima atmosfere. Konkretno, najviše ozona ima na visini od oko 25 km, a cijeli “ozonski ekran” nalazi se u područjima od 7-8 km na polovima, od 18 km na ekvatoru i do pedesetak kilometara ukupno iznad površine planeta.

Atmosfera štiti od sunčevog zračenja

Sastav zraka u Zemljinoj atmosferi igra vrlo važnu ulogu u očuvanju života, jer pojedini kemijski elementi i sastavi uspješno ograničavaju pristup sunčevog zračenja zemljinoj površini i ljudima, životinjama i biljkama koje žive na njoj. Na primjer, molekule vodene pare učinkovito apsorbiraju gotovo sve raspone infracrvenog zračenja, s izuzetkom duljina u rasponu od 8 do 13 mikrona. Ozon apsorbira ultraljubičasto zračenje do valne duljine od 3100 A. Bez njegovog tankog sloja (samo 3 mm u prosjeku ako se postavi na površinu planeta) ostaje samo voda na dubini većoj od 10 metara i podzemne špilje u kojima sunčevo zračenje ne djeluje. doseg može biti naseljen.

Nula Celzija u stratopauzi

Između sljedeće dvije razine atmosfere, stratosfere i mezosfere, nalazi se značajan sloj - stratopauza. Otprilike odgovara visini maksimuma ozona i ovdje je temperatura relativno ugodna za čovjeka - oko 0°C. Iznad stratopauze, u mezosferi (počinje negdje na visini od 50 km i završava na visini od 80-90 km), ponovno se opaža pad temperature s povećanjem udaljenosti od površine Zemlje (na minus 70-80 °C ). Meteori obično potpuno izgore u mezosferi.

U termosferi - plus 2000 K!

Kemijski sastav Zemljine atmosfere u termosferi (počinje nakon mezopauze od visina od oko 85-90 do 800 km) određuje mogućnost takvog fenomena kao što je postupno zagrijavanje slojeva vrlo rijetkog "zraka" pod utjecajem sunčevog zračenja . U ovom dijelu "zračnog pokrivača" planeta temperature se kreću od 200 do 2000 K, koje se dobivaju ionizacijom kisika (atomski kisik se nalazi iznad 300 km), kao i rekombinacijom atoma kisika u molekule. , popraćeno oslobađanjem velike količine topline. Termosfera je mjesto gdje se pojavljuju aurore.

Iznad termosfere nalazi se egzosfera - vanjski sloj atmosfere, iz kojeg svjetlost i atomi vodika koji se brzo kreću mogu pobjeći u svemir. Kemijski sastav Zemljine atmosfere ovdje je predstavljen uglavnom pojedinačnim atomima kisika u donjim slojevima, atomima helija u srednjim slojevima i gotovo isključivo atomima vodika u gornjim slojevima. Ovdje vladaju visoke temperature - oko 3000 K i nema atmosferskog tlaka.

Kako je nastala zemljina atmosfera?

Ali, kao što je gore spomenuto, planet nije uvijek imao takav atmosferski sastav. Ukupno postoje tri koncepta podrijetla ovog elementa. Prva hipoteza sugerira da je atmosfera uzeta kroz proces akrecije iz protoplanetarnog oblaka. Međutim, danas je ova teorija podložna značajnim kritikama, budući da je takvu primarnu atmosferu trebao uništiti solarni “vjetar” sa zvijezde u našem planetarnom sustavu. Osim toga, pretpostavlja se da se hlapljivi elementi nisu mogli zadržati u zoni formiranja terestričkih planeta zbog previsokih temperatura.

Sastav Zemljine primarne atmosfere, kako sugerira druga hipoteza, mogao je nastati zbog aktivnog bombardiranja površine asteroidima i kometima koji su stigli iz blizine Sunčevog sustava u ranim fazama razvoja. Vrlo je teško potvrditi ili opovrgnuti ovaj koncept.

Eksperiment u IDG RAS

Čini se da je najvjerojatnija treća hipoteza, koja smatra da je atmosfera nastala kao rezultat oslobađanja plinova iz omotača zemljine kore prije otprilike 4 milijarde godina. Ovaj koncept testiran je na Institutu za geografiju Ruske akademije znanosti tijekom eksperimenta nazvanog "Tsarev 2", kada je uzorak tvari meteorskog podrijetla zagrijavan u vakuumu. Tada je zabilježeno oslobađanje plinova kao što su H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 itd. Stoga su znanstvenici s pravom pretpostavili da kemijski sastav Zemljine primarne atmosfere uključuje vodu i ugljikov dioksid, fluorovodik (. HF), plin ugljikov monoksid (CO), sumporovodik (H 2 S), dušikovi spojevi, vodik, metan (CH 4), amonijačne pare (NH 3), argon itd. U nastanku je sudjelovala vodena para iz primarne atmosfere. hidrosfere, ugljični dioksid bio je većim dijelom u vezanom stanju u organskim tvarima i stijenama, dušik je prešao u sastav suvremenog zraka, a također opet u sedimentne stijene i organske tvari.

Sastav Zemljine primarne atmosfere ne bi dopuštao modernim ljudima da budu u njoj bez aparata za disanje, jer tada nije bilo kisika u potrebnim količinama. Ovaj element pojavio se u značajnim količinama prije milijardu i pol godina, vjeruje se da je povezan s razvojem procesa fotosinteze u modrozelenim i drugim algama, koje su najstariji stanovnici našeg planeta.

Minimum kisika

Da je sastav Zemljine atmosfere u početku bio gotovo bez kisika, govori podatak da se u najstarijim (katarhejskim) stijenama nalazi lako oksidirajući, ali ne i oksidirani grafit (ugljik). Nakon toga su se pojavile takozvane trakaste željezne rude, koje su uključivale slojeve obogaćenih željeznih oksida, što znači pojavu na planetu snažnog izvora kisika u molekularnom obliku. No ti su se elementi nalazili samo povremeno (možda su se iste alge ili drugi proizvođači kisika pojavili na malim otocima u pustinji bez kisika), dok je ostatak svijeta bio anaeroban. Potonjemu u prilog ide i činjenica da je lako oksidirani pirit pronađen u obliku oblutaka obrađenih tečenjem bez tragova kemijskih reakcija. Budući da tekuće vode ne mogu biti slabo prozračene, razvilo se mišljenje da je atmosfera prije kambrija sadržavala manje od jedan posto današnjeg sastava kisika.

Revolucionarna promjena u sastavu zraka

Otprilike sredinom proterozoika (prije 1,8 milijardi godina) dogodila se “revolucija kisika” kada je svijet prešao na aerobno disanje, pri čemu se iz jedne molekule hranjive tvari (glukoze) može dobiti 38, a ne dvije (kao kod anaerobno disanje) jedinice energije. Sastav Zemljine atmosfere, u smislu kisika, počeo je prelaziti jedan posto današnjeg, a počeo se pojavljivati ​​i ozonski omotač koji štiti organizme od zračenja. Od nje su se, na primjer, takve drevne životinje poput trilobita "sakrile" pod debelim školjkama. Od tada do našeg vremena, sadržaj glavnog "respiratornog" elementa postupno i polako raste, osiguravajući raznolikost razvoja oblika života na planetu.

Uklanjanje, obrada i zbrinjavanje otpada od 1. do 5. razreda opasnosti

Radimo sa svim regijama Rusije. Važeća licenca. Kompletan set završnih dokumenata. Individualni pristup klijentu i fleksibilna politika cijena.

Pomoću ovog obrasca možete podnijeti zahtjev za usluge, zatražiti komercijalnu ponudu ili dobiti besplatno savjetovanje od naših stručnjaka.

Poslati

Atmosfera je zračni okoliš koji okružuje zemaljsku kuglu i jedan je od najvažnijih razloga za nastanak života na Zemlji. Atmosferski zrak, njegov jedinstveni sastav, dao je živim bićima priliku da oksidiraju organske tvari kisikom i dobiju energiju za postojanje. Bez njega će biti nemoguć život čovjeka, svih predstavnika životinjskog svijeta, većine biljaka, gljiva i bakterija.

Značenje za ljude

Zračno okruženje nije samo izvor kisika. Omogućuje osobi da vidi, percipira prostorne signale i koristi osjetila. Sluh, vid, miris - svi ovise o stanju zraka.

Druga važna točka je zaštita od sunčevog zračenja. Atmosfera obavija planet omotačem koji blokira dio spektra sunčevih zraka. Kao rezultat toga, oko 30% sunčevog zračenja dopire do Zemlje.

Zračni okoliš je ljuska u kojoj nastaju oborine i raste isparavanje. Ona je odgovorna za polovicu ciklusa izmjene vlage. Padaline nastale u atmosferi utječu na funkcioniranje Svjetskog oceana, pridonose nakupljanju vlage na kontinentima i određuju uništavanje izloženih stijena. Ona sudjeluje u formiranju klime. Kruženje zračnih masa najvažniji je čimbenik u formiranju specifičnih klimatskih pojaseva i prirodnih zona. Vjetrovi koji se dižu iznad Zemlje određuju temperaturu, vlažnost, razine padalina, tlak i stabilnost vremena u regiji.

Trenutno se iz zraka izvlače kemikalije: kisik, helij, argon, dušik. Tehnologija je još uvijek u fazi testiranja, ali u budućnosti se to može smatrati obećavajućim smjerom za kemijsku industriju.

Gore navedeno su očite stvari. Ali zračni okoliš je također važan za industriju i ljudsku gospodarsku aktivnost:

• Najvažniji je kemijski agens za reakcije izgaranja i oksidacije.
• Prenosi toplinu.

Dakle, atmosferski zrak je jedinstvena zračna sredina koja omogućuje postojanje živih bića i razvoj industrije ljudima. Između ljudskog tijela i zračnog okoliša postoji bliska interakcija. Ako ga prekršite, ozbiljne posljedice neće vas ostaviti da čekate.

Higijenska svojstva zraka

Onečišćenje je proces unošenja nečistoća u atmosferski zrak koje inače ne bi trebale postojati. Onečišćenje može biti prirodno i umjetno. Nečistoće koje dolaze iz prirodnih izvora neutraliziraju se u planetarnom ciklusu materije. S umjetnim onečišćenjem situacija je složenija.

Prirodno zagađenje uključuje:

• Kozmička prašina.
• Nečistoće nastale tijekom vulkanskih erupcija, trošenja i požara.

Umjetno onečišćenje po prirodi je antropogeno. Postoje globalna i lokalna zagađenja. Globalne su sve emisije koje mogu utjecati na sastav ili strukturu atmosfere. Lokalno je promjena pokazatelja u određenom prostoru ili u prostoriji koja se koristi za stanovanje, rad ili javna događanja.

Higijena zraka u prostoru važan je dio higijene koji se bavi procjenom i kontrolom parametara zraka u zatvorenom prostoru. Ovaj odjeljak pojavio se u vezi s potrebom sanitarne zaštite. Teško je precijeniti higijensku važnost atmosferskog zraka - zajedno s disanjem, sve nečistoće i čestice sadržane u zraku ulaze u ljudsko tijelo.

Higijenska procjena uključuje sljedeće pokazatelje:

1. Fizikalna svojstva atmosferskog zraka. To uključuje temperaturu (najčešće kršenje SanPin-a na radnim mjestima je da se zrak previše zagrijava), tlak, brzinu vjetra (na otvorenim prostorima), radioaktivnost, vlažnost i druge pokazatelje.
2. Prisutnost nečistoća i odstupanja od standardnog kemijskog sastava. Atmosferski zrak odlikuje se pogodnošću za disanje.
3. Prisutnost čvrstih nečistoća - prašine, drugih mikročestica.
4. Prisutnost bakterijske kontaminacije - patogenih i uvjetno patogenih mikroorganizama.

Da bi se sastavila higijenska karakteristika, očitanja dobivena na četiri točke uspoređuju se s utvrđenim standardima.

Zaštita okoliša

U posljednje vrijeme stanje atmosferskog zraka izaziva zabrinutost ekologa. Kako se industrija razvija, rastu i rizici za okoliš. Tvornice i industrijske zone ne samo da uništavaju ozonski omotač, zagrijavajući atmosferu i zasićujući je nečistoćama ugljika, već također smanjuju higijenu. Stoga je u razvijenim zemljama uobičajeno provoditi opsežne mjere zaštite zračnog okoliša.

Glavni pravci zaštite:

• Zakonska regulativa.
• Izrada preporuka za smještaj industrijskih zona, uzimajući u obzir klimatske i geografske čimbenike.
• Provođenje mjera za smanjenje emisija.
• Sanitarna i higijenska kontrola u poduzećima.
• Redovito praćenje sastava.

Mjere zaštite također uključuju sadnju zelenih površina, stvaranje umjetnih akumulacija i stvaranje zona barijera između industrijskih i stambenih područja. Preporuke za provođenje zaštitnih mjera izradile su organizacije kao što su WHO i UNESCO. Državne i regionalne preporuke izrađuju se na temelju međunarodnih.

Trenutno se sve više pažnje posvećuje problemu higijene zraka. Nažalost, u ovom trenutku poduzete mjere nisu dovoljne za potpuno minimiziranje antropogene štete. Ali možemo se nadati da će u budućnosti, zajedno s razvojem ekološki prihvatljivijih industrija, biti moguće smanjiti opterećenje atmosfere.

Važan je u provedbi respiratorne funkcije. Atmosferski zrak je mješavina plinova: kisika, ugljičnog dioksida, argona, dušika, neona, kriptona, ksenona, vodika, ozona itd. Kisik je najvažniji. U mirovanju osoba apsorbira 0,3 l/min. Tijekom tjelesne aktivnosti potrošnja kisika se povećava i može doseći 4,5–8 l/min. Oscilacije u sadržaju kisika u atmosferi su male i ne prelaze 0,5%. Ako se sadržaj kisika smanji na 11-13%, pojavljuju se simptomi nedostatka kisika. Sadržaj kisika od 7-8% može dovesti do smrti. Ugljični dioksid je bez boje i mirisa, nastaje tijekom disanja i raspadanja, izgaranja goriva. U atmosferi je 0,04%, au industrijskim zonama 0,05-0,06%. S velikom gomilom ljudi može se povećati na 0,6 - 0,8%. S produljenim udisanjem zraka koji sadrži 1-1,5% ugljičnog dioksida, bilježi se pogoršanje zdravlja, a s 2-2,5% - patološke promjene. Kod 8-10% gubitka svijesti i smrti, zrak ima tlak koji se naziva atmosferski ili barometarski. Mjeri se u milimetrima žive (mmHg), hektopaskalima (hPa), milibarima (mb). Smatra se da je normalan atmosferski tlak na razini mora na geografskoj širini od 45˚ pri temperaturi zraka od 0˚C. Jednako je 760 mmHg. (Smatra se da je zrak u prostoriji loše kvalitete ako sadrži 1% ugljičnog dioksida. Ova vrijednost se prihvaća kao računska vrijednost pri projektiranju i ugradnji ventilacije u prostoriji.

Zagađenje zraka. Ugljični monoksid je plin bez boje i mirisa koji nastaje nepotpunim izgaranjem goriva, a u atmosferu ulazi s industrijskim emisijama i ispušnim plinovima motora s unutarnjim izgaranjem. U velegradovima njegova koncentracija može doseći 50-200 mg/m3. Prilikom pušenja duhana u tijelo ulazi ugljični monoksid. Ugljični monoksid je krvni i opći otrov. Blokira hemoglobin, gubi sposobnost prijenosa kisika do tkiva. Akutno trovanje nastaje kada je koncentracija ugljičnog monoksida u zraku 200-500 mg/m3. U tom slučaju se opaža glavobolja, opća slabost, mučnina i povraćanje. Najveća dopuštena prosječna dnevna koncentracija je 0 1 mg/m3, jednokratno – 6 mg/m3. Zrak mogu zagađivati ​​sumporni dioksid, čađa, katranaste tvari, dušikovi oksidi i ugljikov disulfid.

Mikroorganizmi. Uvijek se nalaze u malim količinama u zraku, gdje se prenose s prašinom tla. Mikrobi zaraznih bolesti koji ulaze u atmosferu brzo umiru. U epidemiološkom smislu posebnu opasnost predstavlja zrak u stambenim prostorijama i sportskim objektima. Na primjer, u hrvačkim dvoranama sadržaj mikroba je i do 26 000 po 1 m3 zraka. U takvom se zraku vrlo brzo šire aerogene infekcije.

Prah To su lagane guste čestice mineralnog ili organskog porijekla; kada prašina dospije u pluća, ona se tamo zadržava i uzrokuje razne bolesti. Industrijska prašina (olovo, krom) može izazvati trovanje. U gradovima prašina ne smije biti veća od 0,15 mg/m3 Sportski tereni moraju se redovito zalijevati, imati zelene površine i provoditi mokro čišćenje. Utvrđene su zone sanitarne zaštite za sva poduzeća koja zagađuju atmosferu. U skladu s razredom opasnosti, imaju različite veličine: za poduzeća klase 1 - 1000 m, 2 - 500 m, 3 - 300 m, 4 -100 m, 5 - 50 m potrebno je uzeti u obzir ružu vjetrova, sanitarno zaštitne zone, stupanj onečišćenja zraka itd.

Jedna od važnih mjera zaštite zračnog okoliša je preventivni i stalni sanitarni nadzor i sustavno praćenje stanja atmosferskog zraka. Provodi se pomoću automatiziranog sustava nadzora.

Čisti atmosferski zrak na površini Zemlje ima sljedeći kemijski sastav: kisik - 20,93%, ugljični dioksid - 0,03-0,04%, dušik - 78,1%, argon, helij, kripton 1%.

Izdahnuti zrak sadrži 25% manje kisika i 100 puta više ugljičnog dioksida.
Kisik. Najvažnija komponenta zraka. Osigurava protok redoks procesa u tijelu. Odrasla osoba u mirovanju potroši 12 litara kisika, a tijekom fizičkog rada 10 puta više. U krvi je kisik vezan za hemoglobin.

Ozon. Kemijski nestabilan plin, sposoban je apsorbirati sunčevo kratkovalno ultraljubičasto zračenje koje ima štetan učinak na sva živa bića. Ozon apsorbira dugovalno infracrveno zračenje koje izlazi iz Zemlje i na taj način sprječava njezino prekomjerno hlađenje (ozonskog omotača Zemlje). Pod utjecajem ultraljubičastog zračenja ozon se raspada na molekulu kisika i atom. Ozon je baktericidno sredstvo za dezinfekciju vode. U prirodi nastaje tijekom električnih pražnjenja, tijekom isparavanja vode, tijekom ultraljubičastog zračenja, tijekom grmljavinske oluje, u planinama i crnogoričnim šumama.

Ugljični dioksid. Nastaje kao rezultat redoks procesa koji se odvijaju u tijelu ljudi i životinja, izgaranja goriva i raspadanja organskih tvari. U zraku gradova koncentracija ugljičnog dioksida je povećana zbog industrijskih emisija - do 0,045%, u stambenim prostorijama - do 0,6-0,85. Odrasla osoba u mirovanju emitira 22 litre ugljičnog dioksida na sat, a tijekom fizičkog rada - 2-3 puta više. Znakovi pogoršanja dobrobiti osobe pojavljuju se samo s produljenim udisanjem zraka koji sadrži 1-1,5% ugljičnog dioksida, izražene funkcionalne promjene - u koncentraciji od 2-2,5% i izražene simptome (glavobolja, opća slabost, otežano disanje, lupanje srca). , smanjena izvedba) – na 3-4%. Higijenska važnost ugljičnog dioksida leži u činjenici da on služi kao posredni pokazatelj općeg onečišćenja zraka. Standard ugljičnog dioksida u teretanama je 0,1%.

Dušik. Indiferentni plin služi kao razrjeđivač za druge plinove. Pojačano udisanje dušika može imati narkotički učinak.

Ugljični monoksid. Nastaje tijekom nepotpunog izgaranja organskih tvari. Nema ni boje ni mirisa. Koncentracija u atmosferi ovisi o intenzitetu prometa vozila. Prodirući kroz plućne alveole u krv, stvara karboksihemoglobin, zbog čega hemoglobin gubi sposobnost prijenosa kisika. Najveća dopuštena prosječna dnevna koncentracija ugljičnog monoksida je 1 mg/m3. Toksične doze ugljičnog monoksida u zraku iznose 0,25-0,5 mg/l. Uz produljeno izlaganje, glavobolja, nesvjestica, lupanje srca.

Sumporov dioksid. U atmosferu ulazi kao rezultat izgaranja goriva bogatog sumporom (ugljen). Nastaje tijekom prženja i taljenja sumpornih ruda te tijekom bojenja tkanina. Nadražuje sluznicu očiju i gornjih dišnih puteva. Prag osjeta je 0,002-0,003 mg/l. Plin štetno djeluje na vegetaciju, posebice na crnogorično drveće.
Mehaničke nečistoće zraka dolaze u obliku dima, čađe, čađe, usitnjenih čestica zemlje i drugih krutih tvari. Sadržaj prašine u zraku ovisi o prirodi tla (pijesak, glina, asfalt), njegovom sanitarnom stanju (zalijevanje, čišćenje), onečišćenju zraka industrijskim emisijama i sanitarnom stanju prostora.

Prašina mehanički nadražuje sluznicu gornjih dišnih putova i očiju. Sustavno udisanje prašine uzrokuje bolesti dišnog sustava. Pri disanju kroz nos zadržava se do 40-50% prašine. Mikroskopska prašina koja ostaje lebdjeti dugo vremena je najnepovoljnija sa higijenskog gledišta. Električni naboj prašine povećava njenu sposobnost prodiranja i zadržavanja u plućima. Prah. koji sadrži olovo, arsen, krom i druge otrovne tvari, uzrokuje tipične pojave trovanja, a kada prodre ne samo udisanjem, već i kroz kožu i gastrointestinalni trakt. U prašnjavom zraku intenzitet sunčevog zračenja i ionizacija zraka znatno su smanjeni. Kako bi se spriječilo štetno djelovanje prašine na tijelo, stambene zgrade se nalaze s privjetrinske strane zagađivača zraka. Između njih se uređuju zone sanitarne zaštite širine 50-1000 m i više. U stambenim prostorijama sustavno mokro čišćenje, prozračivanje prostorija, promjena obuće i vanjske odjeće, na otvorenim prostorima korištenje tla bez prašine i zalijevanje.

Mikroorganizmi zraka. Epidemiološku opasnost predstavlja bakterijsko onečišćenje zraka, kao i drugih okolišnih objekata (voda, tlo). U zraku se nalaze različiti mikroorganizmi: bakterije, virusi, plijesni, stanice kvasca. Najčešći je prijenos infekcija zrakom: velik broj mikroba ulazi u zrak i u dišne ​​putove zdravih ljudi. Na primjer, tijekom glasnog razgovora, a još više kod kašljanja i kihanja, sitne kapljice raspršuju se na udaljenost od 1-1,5 m i šire se zrakom preko 8-9 m. Te kapljice mogu lebdjeti 4-5 sati, ali se u većini slučajeva taloži za 40-60 minuta. U prašini, virus influence i bacili difterije ostaju sposobni za život 120-150 dana. Poznata je veza: što je više prašine u zraku u prostoriji, to je mikroflora u njemu obilnija.