Яка хімічна формула повітря? Все про атмосферне повітря

Хімічний склад повітря має важливе гігієнічне значення, оскільки він грає вирішальну роль здійсненні дихальної функції організму. Атмосферне повітря є сумішшю кисню, вуглекислого газу, Аргону та інших газів у співвідношеннях, наведених у табл. 1.

Кисень(О2) – найбільш важлива для людини складова частина повітря. У стані спокою людина зазвичай поглинає в середньому 0,3 л кисню за 1 хв.

При фізичної діяльностіспоживання кисню різко зростає і може досягти 4,5/5 л і більше 1 хв. Коливання вмісту кисню в атмосферному повітріневеликі та не перевищують, як правило, 0,5 %.

У житлових, громадських та спортивних приміщеннях значних змін у вмісті кисню не спостерігається, тому що в них проникає зовнішнє повітря. При найнесприятливіших гігієнічних умоваху приміщенні відзначалося зменшення вмісту кисню на 1%. Такі коливання не надають помітного впливу організм.

Зазвичай фізіологічні зрушення спостерігаються за зниження вмісту кисню до 16-17 %. Якщо його вміст зменшується до 11 -13% (при підйомі на висоту), з'являються яскраво виражена киснева недостатність, різке погіршення самопочуття та зниження працездатності. Вміст кисню до 7-8% може призвести до смерті.

У спортивній практиці з метою підвищення працездатності та інтенсивності відновлювальних процесів використовується вдихання кисню.

Вуглекислий газ(СО2), або двоокис вуглецю, - безбарвний газ без запаху, що утворюється при диханні людей і тварин, гниття та розкладання органічних речовин, згорянні палива та ін. В атмосферному повітрі поза населених пунктіввміст вуглекислого газу становить середньому 0,04 %, а промислових центрах його концентрація підвищується до 0,05-0,06 %. У житлових та громадських будинках при знаходженні в них великої кількості людей вміст вуглекислого газу може збільшуватися до 0,6-0,8%. За найгірших гігієнічних умов у приміщенні (велике скупчення людей, погана вентиляція та ін.) його концентрація зазвичай не перевищує 1 % через проникнення зовнішнього повітря. Такі концентрації не викликають негативних явищв організмі.

При тривалому вдиханні повітря із вмістом 1 - 1,5% вуглекислого газу відзначається погіршення самопочуття, а за 2-2,5% виявляються патологічні зрушення. Значні порушення функцій організму та зниження працездатності відбуваються, коли вміст вуглекислого газу становить 4-5%. При змісті 8-10% відбувається втрата свідомості та смерть. Значне підвищення вмісту вуглекислого газу повітря може виникнути при аварійних ситуаціях у замкнутих просторах (шахтах, рудниках, підводних човнах, бомбосховищах та інших.) чи місцях, де відбувається інтенсивне розкладання органічних речовин.

Визначення вмісту вуглекислого газу в житлових, громадських та спортивних спорудах може бути непрямим показником забруднення повітря продуктами життєдіяльності людей. Як уже зазначалося, сам по собі вуглекислий газ у цих випадках не завдає шкоди організму, проте разом зі збільшенням його вмісту спостерігається погіршення фізичних і хімічних властивостей повітря (підвищується температура і вологість, порушується, іонний склад, з'являються гази, що погано пахнуть). Повітря у приміщеннях вважається недоброякісним, якщо вміст вуглекислого газу в ньому перевищує 0,1%. Ця величина приймається як розрахункова при проектуванні та влаштуванні вентиляції у приміщеннях.

Попередній розділ::: До змісту::: Наступний розділ

Хімічний склад повітрямає важливе значення у здійсненні дихальної функції. Атмосферне повітря – це суміш газів: кисню, вуглекислого газу, аргону, азоту, неону, криптону, ксенону, водню, озону та ін. Кисень – найбільш важливий. У спокої людина поглинає 0,3 л/хв. При фізичній діяльності споживання кисню зростає і може досягати 4,5 -8 л/хв. Коливання вмісту кисню в атмосфері невеликі і не перевищують 0.5%. Якщо вміст кисню зменшується до 11-13%, виникають явища кисневої недостатності.

Вміст кисню 7-8% може призвести до смерті. Вуглекислий газ – без кольору та запаху, утворюється при диханні та гниття, згорянні палива. У атмосфері становить 0,04%, а промзонах – 0,05-0.06%. При великому накопиченні людей може зростати до 0,6 – 0,8%. При тривалому вдиханні повітря із вмістом 1-1,5% вуглекислого газу відзначається погіршення самопочуття, а за 2-2,5% - патологічні зрушення. При 8-10% втрата свідомості і смерть повітря має тиск, зване атмосферним або барометричним. Воно вимірюється у міліметрах ртутного стовпа (мм.рт.ст.), гектопаскалях (гПа), мілібарах (мб). Нормальним прийнято вважати тиск атмосфери на рівні моря на широті 45 ˚ при температурі повітря 0 ˚С. Воно дорівнює 760 мм.рт.ст. (Повітря в приміщенні вважається недоброякісним, якщо воно містить 1% вуглекислого газу. Ця величина приймається як розрахункова при проектуванні та влаштуванні вентиляції в приміщеннях.

Забруднення повітря.Окис вуглецю - газ без кольору та запаху, утворюється при неповному згорянні палива і надходить в атмосферу з промвикидами та вихлопними газами двигунів внутрішнього згоряння. У мегаполісах його концентрація може сягати 50-200мг/м3. При курінні тютюну окис вуглецю потрапляє до організму. Окис вуглецю — кров'яна та загальнотоксична отрута. Вона блокує гемоглобін, він втрачає здатність переносити кисень до тканин. Гостре отруєннявідбувається при концентрації окису вуглецю в повітрі 200-500 мг/м3. При цьому спостерігається біль голови, загальна слабкість, нудота, блювання. Гранично допустима концентрація середньодобова 01 мг/м3, разова – 6 мг/м3. Повітря можуть забруднювати сірчистий газ, сажа, смолисті речовини, оксиди азоту, сірковуглець.

Мікроорганізми.У невеликих кількостях завжди перебувають у повітрі, куди вони заносяться із ґрунтовим пилом. Мікроби, що потрапляють в атмосферу інфекційних захворюваньшвидко гинуть. Особливу небезпеку в епідвідношенні становить повітря житлових приміщень та спортивних споруд. Наприклад, у борцівських залах спостерігається вміст мікробів до 26000 в 1м3 повітря. Аерогенні інфекції у такому повітрі дуже швидко поширюються.

Пилє легкими щільними частинками мінерального або органічного походження, потрапляючи в легкі пил, там затримується і викликає різні захворювання. Виробничий пил (свинцевий, хромовий) може спричинити отруєння. У містах пил не повинен перевищувати 0,15 мг/м3. Спортмайданчики необхідно регулярно поливати, мати зелену зону, проводити вологе прибирання. Для всіх підприємств, що забруднюють атмосферу, встановлені санітарно-захисні зони. Відповідно до класу шкідливості вони мають різні розміри: для підприємств 1 класу – 1000 м, 2 – 500 м, 3 – 300 м, 4 –100 м, 5 – 50 м. При розміщенні спортспоруд поблизу підприємств необхідно враховувати троянду вітрів, санітарно-захисні зони, ступінь загазованості повітря та ін.

Одним із важливих заходів щодо охорони повітряного середовища є попереджувальний та поточний санітарний нагляд та систематичний контроль стану атмосферного повітря. Він проводиться за допомогою автоматизованої системимоніторингу.

Чисте атмосферне повітря біля поверхні Землі має наступне хімічний склад: кисень – 20,93%, вуглекислий газ – 0,03-0,04%, азот – 78,1%, аргон, гелій, криптон 1%.

У видихуваному повітрі кисню на 25% менше, а вуглекислого газу – у 100 разів більше.
Кисень.Найважливіша складова частина повітря. Він забезпечує перебіг окислювально-відновних процесів в організмі. Доросла людина спокою споживає 12 л кисню, при фізичній роботі в 10 разів більше. У крові кисень перебуває у зв'язку з гемоглобіном.

Озон.Хімічно нестійкий газ, здатний поглинати сонячну короткохвильову ультрафіолетову радіацію, що згубно діє на все живе. Озон поглинає довгохвильову інфрачервону радіацію, що походить від Землі, і тим самим перешкоджає її надмірному охолодженню (озоновий шар Землі). Під впливом УФО озон розкладається на молекулу та атом кисню. Озон – антибактеріальний засіб при знезараженні води. У природі він утворюється при електричних розрядах, у процесі випаровування води, при УФО, під час грози, у горах та у хвойних лісах.

Вуглекислий газ.Утворюється в результаті окислювально-відновних процесів, що протікають в організмі людей та тварин, горіння палива, гниття органічних речовин. У повітрі міст концентрацію вуглекислого газу збільшено за рахунок промислових викидів – до 0,045%, у житлових приміщеннях – до 0,6-0,85. Доросла людина у спокої виділяє 22 л вуглекислоти на годину, а при фізичній роботі – у 2-3 рази більше. Ознаки погіршення самопочуття у людини з'являються лише при тривалому вдиханні повітря, що містить 1-1,5% вуглекислого газу, виражені функціональні зміни – при концентрації 2-2,5% та різко виражені симптоми (головний біль, загальна слабкість, задишка, серцебиття, зниження працездатності) – за 3-4%. Гігієнічне значення вуглекислого газу полягає в тому, що він є непрямим показником загального забруднення повітря. Норма вуглекислого газу у спортзалах – 0,1%.

Азот.Індиферентний газ служить розріджувачем інших газів. Підвищене вдихання азоту може мати наркотичну дію.

Окис вуглецю.Утворюється при неповному згорянні органічних речовин. Не має ні кольору, ні запаху. Концентрація у атмосфері залежить від інтенсивності автомобільного руху. Проникаючи через легеневі альвеоли в кров, вона утворює карбооксигемоглобін, в результаті гемоглобін втрачає здатність переносити кисень. Гранично допустима середньодобова концентраціяокису вуглецю становить 1мг/м3. Токсичні дози окису вуглецю повітря складають 0,25-0,5 мг/л. При тривалому впливі головний біль, непритомність, серцебиття.

Сірчистий газ.Він надходить в атмосферу в результаті спалювання палива, багатого на сірку ( кам'яне вугілля). Утворюється при випаленні та плавленні сірчистих руд, при фарбуванні тканин. Він дратує слизові очі та ВДП. Поріг відчуття 0,002-0,003 мг/л. Газ шкідливо діє рослинність, особливо хвойні породи дерев.
Механічні домішки повітрянадходять у вигляді диму, кіптяви, сажі, подрібнених частинок ґрунту та інших твердих речовин. Запиленість повітря залежить від характеру ґрунту (пісок, глина, асфальт), його санітарного стану (полив, збирання), від забруднення атмосфери промисловими викидами, санітарного стану приміщень.

Пил механічно дратує слизові оболонки ВДП та очей. Систематичне вдихання пилу викликає захворювання органів дихання. При диханні через ніс затримується до 40-50% пилу. Мікроскопічний пил, що довго перебуває у зваженому стані, найбільш несприятливий у гігієнічному відношенні. Електрозарядженість пилу посилює її здатність проникати в легені та затримуватись у них. Пил. що містить свинець, миш'як, хром та ін отруйні речовини, викликає типові явища отруєння, причому при проникненні не тільки при вдиханні, а й через шкіру та ШКТ. У запиленому повітрі значно зменшується інтенсивність сонячної радіаціїта іонізація повітря. Для профілактики несприятливого впливу пилу на організм житлові будинкирозташовують до забруднювачів повітря з навітряного боку. Між ними влаштовуються санітарно-захисні зони завширшки 50-1000 м і більше. У житлових приміщеннях систематичне вологе прибирання, провітрювання приміщень, зміна взуття та верхнього одягу, відкритих майданчикахвикористання не пилу ґрунтів і полив.

Мікроорганізм повітря. Бактеріальне забруднення повітря, як та інших об'єктів довкілля (вода, грунт), становить небезпеку в епідеміологічному плані. У повітрі знаходяться різні мікроорганізми: бактерії, віруси, плісняві грибки, дріжджові клітини. Найпоширенішим є повітряно-краплинний спосіб передачі інфекцій: у повітря надходить велика кількість мікробів, які при диханні потрапляють у дихальні шляхи здорових людей. Наприклад, при гучній розмові, а тим більше при кашлі і чханні дрібні крапельки розбризкуються на відстань 1-1,5 м і з повітрям поширюються на 8-9 м. Ці крапельки можуть перебувати у зваженому стані 4-5 годин, але здебільшого осідають через 40-60 хвилин. У пилу вірус грипу та дифтерійні палички зберігають життєздатність 120-150 днів. Існує відомий взаємозв'язок: чим більше пилу в повітрі приміщень, тим сильніший у ньому вміст мікрофлори.

Хімічний склад повітря

Повітря є сумішшю газів, що утворюють навколо Землі. захисний шар- Атмосферу. Повітря необхідне всім живим організмам: тваринам для дихання, а рослинам - для харчування. До того ж, повітря захищає Землю від згубного ультрафіолетового випромінювання Сонця. Основні складові повітря - азот та кисень. У повітрі є також невеликі домішки благородних газів, вуглекислого газу та кілька твердих частинок - кіптяви, пилу. Повітря потрібне всім тваринам для дихання. Близько 21% повітря становить кисень. Молекула кисню (О2) і двох зв'язаних атомів кисню.

Склад повітря

Відсоткове співвідношення різних газів у повітрі злегка змінюється залежно від місця, пори року та доби. Азот та кисень – основні компоненти повітря. Один відсоток повітря становлять благородні гази, вуглекислий газ, водяна пара та забруднення, наприклад діоксид азоту. Гази, що входять до складу повітря, можна розділити шляхом фракційної перегонки. Повітря охолоджується доти, доки гази не перейдуть у рідкий стан (див. статтю « Тверді тіла, рідини та гази«). Після цього рідка сумішнагрівається. Температура кипіння в кожній рідині своя, і гази, що утворюються при кипінні, можна збирати окремо. Кисень, азот і вуглекислий газ постійно потрапляють з повітря в живі організми і повертаються в повітря, тобто. відбувається кругообіг. Тварини вдихають кисень повітря та видихають вуглекислий газ.

Кисень

Кисень необхідний життя. Тварини дихають їм, з його допомогою засвоюють їжу та отримують енергію. Вдень у рослинах відбувається процес фотосинтезуі рослини виділяють кисень. Кисень також необхідний згоряння; без кисню ніщо може горіти. Майже 50% сполук у земній корі та Світовому океані містять кисень. Звичайний пісок – це з'єднання кремнію з киснем. Кисень використовують у дихальних апаратах водолазів та в лікарнях. Кисень також використовується при виробництві сталі (див. статтю «Залізо, сталь та інші матеріали») та ракетної техніки (див. статтю «Ракети та космічні апарати»).

У верхніх шарахАтмосфери атоми кисню з'єднуються по три, утворюючи молекулу озону (О3). Озон– це алотропна модифікація кисню. Озон – отруйний газ, але в атмосфері озоновий шар захищає нашу планету, поглинаючи більшу частину шкідливого ультрафіолетового випромінювання Сонця (докладніше у статті «Вплив Сонця на Землю»).

Азот

Понад 78% повітря становить азот. Білки, з яких побудовані живі організми, також містять азот. Головне промислове застосування азоту виробництво аміакудля добрив. Азот для цього з'єднують із воднем. Азот накачується в упаковки м'яса чи риби, т.к. при контакті зі звичайним повітрям продукти окислюються і псуються Призначені для пересадки людські организберігаються в рідкому азоті, тому що він холодний та хімічно інертний. Молекула азоту (N2) і двох зв'язаних атомів азоту.

Рослини отримують азот із ґрунту у вигляді нітратів і використовують його дні синтезу білків. Тварини поїдають рослини, і азотні сполуки повертаються у ґрунт із виділеннями тварин, і навіть під час розкладання їх мертвих тіл. У грунті азотні сполуки розкладаються бактеріями із аміаку, та був і вільного азоту. Інші бактерії поглинають азот з повітря і перетворюють на нітрати, що засвоюються рослинами.

Вуглекислий газ

Вуглекислий газ - це з'єднання вуглецю та кисню. У повітрі міститься близько 0,003% вуглекислого газу. Молекула вуглекислого газу (СО2) складається з двох атомів кисню та одного атома вуглецю. Вуглекислий газ - один із елементів круговороту вуглецю. Рослини поглинають його при фотосинтезі, а тварини видихають його. Вуглекислий газ утворюється також при згорянні речовин, що містять вуглець, наприклад, деревини або бензину. Оскільки наші машини та заводи спалюють дуже багато палива, частка вуглекислого газу в атмосфері зростає. Більшість речовин не можуть горіти у вуглекислому газі, тому він застосовується у вогнегасниках. Вуглекислий газ щільніший за повітря. Він "душить" полум'я, перекриваючи доступ кисню. Вуглекислий газ трохи розчиняється у воді, утворюючи при цьому слабкий розчин вугільної кислоти. Тверда вуглекислота називається сухим льодом. При таненні сухий лід перетворюється на газ; він застосовується до створення штучних хмар у театрі.

Забруднення повітря

Кіптява та отруйні гази - чадний газ, діоксид азоту, діоксид сірки - забруднюють атмосферу. Чадний газ утворюється при горінні. Багато речовин згоряють так швидко, що не встигають приєднати достатньо кисню і замість вуглекислого газу (СО2) утворюється чадний газ (СО). Чадний газ дуже отруйний; він заважає крові тварин переносити кисень. У молекулі чадного газулише один атом кисню. Вихлопні гази автомобілів містять чадний газ, а також діоксид азоту, що викликає кислотні дощі. Діоксид сірки виділяється при згорянні викопного палива, особливо вугілля. Він отруйний і утруднює подих. До того ж він розчиняється у воді та спричиняє кислотні дощі. Частинки пилу і копоти, що викидаються в атмосферу підприємствами, також забруднюють повітря; ми вдихаємо їх, вони осідають на рослинах. У бензин для кращого згоряння додають свинець (щоправда, зараз багато автомобілів працюють на бензині без свинцю). Свинцеві сполуки накопичуються в організмі та згубно впливають на нервову систему. Діти можуть викликати мозкові порушення.

Кислотні дощі

У дощової воді завжди міститься трохи кислоти через розчинений вуглекислий газ, але забруднюючі речовини (діоксиди сірки і азоту) підвищують кислотність дощу. Кислотні дощі викликають корозію металів, роз'їдають кам'яні споруди і підвищують кислотність прісної води.

Шляхетні гази

Шляхетні гази – це 6 елементів 8-ї групи періодичної таблиці. Вони надзвичайно інертні хімічно. Тільки вони існують у вигляді окремих атомів, що не утворюють молекули. Через їхню пасивність деякими з них наповнюють лампи. Ксенон практично не використовується людиною, зате аргон накачують в електролампочки, а криптоном наповнюють люмінесцентні лампи. Неон спалахує червоно-жовтогарячим світлом під час проходження електричного розряду. Він використовується в вуличних натрієвих лампах і неонових лампах. Радон радіоактивний. Він утворюється внаслідок розпаду металу радію. Жодні сполуки гелію науці невідомі, і гелій вважається абсолютно інертним. Його щільність у 7 разів менше щільностіповітря, тому їм наповнюють дирижаблі. Наповнені гелієм повітряні куліоснащуються науковою апаратурою та запускаються у верхні шари атмосфери.

Парниковий ефект

Так називається підвищення вмісту вуглекислого газу в атмосфері, що спостерігається зараз, і викликане цим глобальне потепління, тобто. підвищення середньорічних температур у всьому світі. Вуглекислий газ не дає теплу залишати Землю, як і скло зберігає високу температуру всередині парника. Оскільки вуглекислого газу повітря стає все більше, все більше тепла затримується в атмосфері. Навіть невелике потепління викликає підвищення рівня Світового океану, зміну вітрів та танення частини льоду біля полюсів. Вчені вважають, що якщо вміст вуглекислого газу зростатиме так само швидко, то за 50 років середня температура може зрости на величину від 1,5°С до 4°С.

повітря - це суміш газів, і, отже, елементів. . Азот, кисень, вуглекислий газ. У містах та інші гази…

Відсотковим співвідношенням газів.

потрібне графічне зображення молекули повітря?

Повітря в хімії-NO2

Зіт Хайн. аллах акбар. такбір. іноземні словаякі заборонено говорити. до чого це - ХЗ

Якщо ви думаєте, що повітря має свою окрему формулу - ви помиляєтеся, в хімії воно ніяк не позначається.

Повітря - природна суміш газів, головним чином азоту та кисню, що становить земну атмосферу. Склад повітря: Азот N2 Кисень O2 Аргон Ar Вуглекислий газ CO2 Неон Ne Метан CH4 Гелій He Криптон Kr Водень H2 Ксенон Xe Вода H2O Крім того, повітря завжди містить пари води. Так, при температурі 0 °C 1 м³ повітря може вміщувати максимально 5 г води, а при температурі +10 °C - вже 10 грамів. В алхімії повітря позначають як трикутника з горизонтальною рисою.

азот

основний компонент вдихаємо. повітря

Альтернативні описи

Газ, що робить метал крихким

Газ, з якого на 78% складається повітря

Головний «повітряний наповнювач»

Головний компонент повітря, що вдихається, яким в чистому виглядідихати не можна

Компонент повітря

Добриво, що витає у повітрі

Хімічний елемент – основа ряду добрив

Хімічний елемент, одна з основних поживних речовин рослин

Хімічний елемент, складова частина повітря

Нітрогеніум

Рідкий холодоагент

Хімічний елемент, газ

Магічний меч Парацельса

Латиною цей газ називається «nitrogenium», тобто «що породжує селітру»

Назва цього газу походить від латинського слова «неживий»

Цей газ - складова повітря практично був відсутній у первинній атмосфері Землі 4,5 млрд років тому

Газ, чия рідина служить для охолодження надточних приладів

Який газ у рідкому стані зберігають у посудині Дьюара?

Газ, що заморозив Термінатора II

Газ-охолоджувач

Який газ гасить вогонь?

Найпоширеніший елемент у атмосфері

Основа всіх нітратів

Хімічний елемент, N

Заморожуючий газ

Повітря на три чверті

У складі аміаку

Газ із повітря

Газ під номером 7

Елемент із селітри

Основний газ у повітрі

Найпопулярніший газ

Елемент із нітратів

Рідкий газ із посудини

Газ №1 в атмосфері

Добриво в повітрі

78% повітря

Газ для кріостату

Майже 80% повітря

Найпопулярніший газ

Поширений газ

Газ із судини Дьюара

Головний компонент повітря

. «N» у повітрі

Нітроген

Повітряний компонент

Стародавнє багате филистимське місто, з храмом Дагона

Більшість атмосфери

Переважає у повітрі

Слідом за вуглецем у таблиці

Між вуглецем та киснем у таблиці

7-й у Менделєєва

Перед киснем

Попередник кисню у таблиці

Газ, який відповідає за врожай

. «неживий» серед газів

Слідом за вуглецем у таблиці

Пес із паліндрому Фета

Газ – компонент добрив

До кисню у таблиці

Після вуглецю у таблиці

78,09% повітря

Якого газу більше у атмосфері?

Який газ витає у повітрі?

Газ, що займає більшу частину атмосфери

Сьомий у строю хімічних елементів

елемент №7

Складова частина повітря

У таблиці він після вуглецю

Нежиттєва частина атмосфери

. «народжує селітру»

Закис цього газу - «газ, що вселяє»

Основа земної атмосфери

Більшість повітря

Частина повітря

Наступник вуглецю в таблиці

Нежива частина повітря

Сьомий у Менделєєвському строю

Газ у складі повітря

Основна маса повітря

Сьомий хімічний елемент

Близько 80% повітря

Газ із таблиці

Газ, що істотно впливає на врожай

Головний компонент нітратів

Основа повітря

Головний елемент повітря

. «нежиттєвий» елемент повітря

Менделєєв призначив його сьомим

Левова частка повітря

Сьомий у менделєєвській шерензі

Головний газ у повітрі

Сьомий у хімічному строю

Основний газ повітря

Головний газ повітря

Між вуглецем та киснем

Інертний за нормальних умов двоатомний газ

Найпоширеніший на Землі газ

Газ, основний компонент повітря

Хімічний елемент, газ без кольору та запаху, головна складова повітря, що входить також до складу білків та нуклеїнових кислот

Найменування хімічного елемента

. "N" у повітрі

. "Безжиттєвий" серед газів

. "Нежиттєвий" елемент повітря

. "Народжує селітру"

7-ма графа Менделєєва

Більша частина повітря, що вдихається

Входить до складу повітря

Газ - компонент добрив

Газ, що суттєво впливає на врожай

Головна склад. частина повітря

Головна частина повітря

Головний "повітряний наповнювач"

Закис цього газу - "всілячий газ"

Якого газу більше в атмосфері

Який газ у рідкому стані зберігають у посудині Дьюара

Який газ витає у повітрі

Який газ гасить вогонь

М. хіміч. основа, головна стихія селітри; селітротвор, селітрород, селітряк; він же головна, за кількістю, складова частина нашого повітря (азоту об'ємів, кисню. Азотистий, азотний, азотний, азот у собі містить. Хіміки розрізняють цими словами міру або ступеня вмісту азоту в поєднаннях його з іншими речовинами

Латиною цей газ називається "nitrogenium", тобто "що народжує селітру"

Назва цього газу походить від латинського слова "неживий"

Перед киснем у таблиці

Наслідок вуглецю в таблиці

Сьома графа Менделєєва

Хімічний. елемент із кодовим ім'ям 7

Хімічний елемент

Що за хімічний елемент №7

Входить до складу селітри

Природний хімічний склад атмосферного повітря

За хімічним складом чисте атмосферне повітря є сумішшю газів: кисню, вуглекислого газу, азоту, а також цілого ряду інертних газів (аргон, гелій, криптон та ін.). Так як повітря є фізичною сумішшю, а не хімічною сполукою складових його газів, то при підйомі навіть на десятки кілометрів відсотковий вміст цих газів практично не змінюється.

Однак з висотою, внаслідок зменшення щільності атмосфери, знижуються концентрації та парціальний тиск усіх газів у повітрі.

У поверхні Землі в атмосферному повітрі міститься:

кисню – 20,93%;

азоту – 78,1%;

вуглекислого газу - 0,03-0,04%;

інертних газів - від 10-3 до 10-6%.

Кисень (О2)- Найважливіша для життя частина повітря. Він необхідний для окислювальних процесів і знаходиться в крові, в основному, у зв'язаному стані - у вигляді оксигемоглобіну, який переноситься еритроцитами до клітин організму.

Перехід кисню з альвеолярного повітря в кров відбувається завдяки різниці парціального тиску в альвеолярному повітрі та венозній крові. З цієї ж причини здійснюється надходження кисню з артеріальної крові до міжтканинної рідини, і далі – до клітин.

У природі кисень витрачається, переважно, на окислення органічних речовин, які у повітрі, воді, грунті і процеси горіння. Зменшення кисню поповнюється за рахунок великих його запасів в атмосфері, а також внаслідок діяльності фітопланктону океанів та наземних рослин. Безперервні турбулентні течії повітряних мас вирівнюють вміст кисню у приземному шарі атмосфери. Тому рівень кисню біля Землі коливається незначно: від 20,7 до 20,95%. У житлових приміщеннях, громадських будинках вміст кисню також практично не змінюється завдяки легкій дифузії його через пори будівельних матеріалів, щілини у вікнах і т.п.

У герметизованих приміщеннях (притулку, підводні човни та ін.) вміст кисню може значно зменшаться. Однак виражене погіршення самопочуття, зниження працездатності у людей спостерігаються за дуже значного падіння вмісту кисню – до 15-17% (при нормі – майже 21%). Слід підкреслити, що в даному випадкумова йде про знижений вміст кисню за нормального атмосферного тиску.

При зростанні температури повітря до 35-40оС та великої вологості знижується парціальний тиск кисню, що може чинити негативний впливна хворих із явищами гіпоксії.

У здорових людей кисневе голодуваннячерез зниження парціального тиску кисню може спостерігатися при польотах (висотна хвороба) та при сходженні на гори (гірська хвороба, що починається на висоті близько 3 км).

Висоти в 7-8 км відповідають 8,5-7,5% кисню у повітрі лише на рівні моря й у нетренованих людей вважаються несумісними із життям без використання кисневих приладів.

Дозоване збільшення парціального тиску кисню в повітрі в барокамерах використовується в хірургії, терапії та невідкладної допомоги.

Кисень у чистому вигляді має токсичну дію. Так, в експериментах на тваринах показано, що при диханні чистим киснем у тварин через 1-2 години виявляються ателектази в легенях, через 3-6 годин – порушення проникності капілярів у легенях, через 24 години – явища набряку легень.

Ще швидше розвивається гіпероксія у кисневому середовищі з підвищеним тиском – спостерігається як ураження легеневої тканини, так і ураження центральної нервової системи.

Вуглекислий газабо діоксид вуглецю, в природі знаходиться у вільному та пов'язаному станах. До 70% вуглекислого газу розчинено у воді морів та океанів, до складу деяких мінеральних сполук (вапняків та доломітів) входить близько 22% загальної кількостідіоксиду вуглецю. Решта припадає на тварину і рослинний світ. У природі відбуваються безперервні процеси виділення та поглинання діоксиду вуглецю. В атмосферу він виділяється в результаті дихання людини та тварин, а також горіння, гниття, бродіння. Крім того, діоксид вуглецю утворюється при промисловому випалюванні вапняків та доломітів, можливе його виділення з вулканічними газами. Поруч із процесами освіти у природі йдуть процеси асиміляції діоксиду вуглецю – активне поглинання рослинами у процесі фотосинтезу. З повітря діоксид вуглецю вимивається опадами.

Важливу роль підтримці постійної концентрації діоксиду вуглецю в атмосферному повітрі відіграє його виділення з поверхні морів та океанів. Діоксид вуглецю, розчинений у воді морів та океанів, знаходиться в динамічній рівновазі з діоксидом вуглецю повітря і при підвищенні парціального тиску в повітрі розчиняється у воді, а при зниженні парціального тиску виділяється в атмосферу. Процеси освіти та асиміляції взаємопов'язані, завдяки цьому вміст діоксиду вуглецю в атмосферному повітрі відносно й становить 0,03-0,04%. За останнім часомконцентрація діоксиду вуглецю у повітрі промислових міст збільшується внаслідок інтенсивного забруднення повітря продуктами згоряння палива. Вміст діоксиду вуглецю в міському повітрі може бути вищим, ніж у чистій атмосфері, і становити до 0,05% і більше. Відома роль діоксиду вуглецю у створенні "парникового ефекту", що призводить до підвищення температури приземного шару повітря.

Діоксид вуглецю є фізіологічним збудником дихального центру. Його парціальний тиск у крові забезпечується регулюванням кислотно-лужної рівноваги. В організмі він знаходиться у зв'язаному стані у вигляді вуглекислих солей натрію в плазмі та еритроцитах крові. При вдиханні великих концентрацій діоксиду вуглецю порушуються окисно-відновні процеси. Чим більше діоксиду вуглецю у повітрі, що вдихається, тим менше його може виділити організм. Накопичення діоксиду вуглецю в крові та тканинах веде до розвитку тканинної аноксії. При збільшенні вмісту діоксиду вуглецю у повітрі, що вдихається, до 3-4% відзначаються симптоми інтоксикації, при 8% виникає важке отруєння і настає смерть. За вмістом діоксиду вуглецю судять про чистоту повітря в житлових та громадських будинках. Значне накопичення цієї сполуки у повітрі закритих приміщеньвказує на санітарне неблагополуччя приміщення (скупченість людей, погана вентиляція). ГДК діоксиду вуглецю в повітрі лікувальних закладівдорівнює 0,07%, у повітрі житлових та громадських будівель- 0,1%. Остання величина прийнята як розрахункова щодо ефективності вентиляції житлових і громадських будівель.

Азот. Поряд із киснем та вуглекислим газом до складу атмосферного повітря входить азот, який за кількісним змістом є найбільш істотною частиною атмосферного повітря.

Азот належить до інертних газів, він не підтримує дихання та горіння. В атмосфері азоту життя неможливе. У природі відбувається його кругообіг. Азот повітря засвоюється деякими видами бактерій ґрунту, а також синьо-зеленими водоростями. Азот повітря під впливом електричних розрядів перетворюється на оксиди, які, вимиваючись з атмосфери опадами, збагачують ґрунт солями азотистої та азотної кислот. Під впливом ґрунтових бактерій солі азотистої кислоти перетворюються на солі азотної кислоти, які у свою чергу засвоюються рослинами та служать для синтезу білка. Встановлено, що 95% атмосферного повітря асимілюється живими організмами та лише 5% зв'язується внаслідок фізичних процесів у природі. Отже, переважна більшість пов'язаного азоту має біогенне походження. Поряд із засвоєнням азоту відбувається його виділення в атмосферу. Вільний азот утворюється при горінні деревини, вугілля, нафти, невелика кількість вільного азоту виділяється при розкладанні органічних сполук мікроорганізмами-денітрофікаторами. Таким чином, у природі йде безперервний кругообіг азоту, внаслідок чого азот атмосфери перетворюється на органічні сполуки. При розкладанні цих сполук азот відновлюється і надходить у повітря, та був його знову пов'язують біологічні об'єкти.

Азот є розріджувачем кисню, виконуючи у зв'язку з цим життєво важливу функцію, тому що дихання чистим киснем призводить до незворотних змін в організмі. При вивченні впливу на організм різних концентрацій азоту зазначено, що його підвищений вміст у повітрі, що вдихається, сприяє настанню гіпоксії та асфіксії внаслідок зниження парціального тиску кисню. При збільшенні вмісту азоту до 93% настає смерть. Найбільш виражені несприятливі властивості азот виявляє за умов підвищеного тиску, що пов'язані з його наркотичним дією. Відома також роль азоту у походження кесонної хвороби.

Інертні гази. До інертних газів відносяться аргон, неон, гелій, криптон, ксенон та ін. У хімічному відношенні ці гази інертні, в рідинах організму розчиняються залежно від парціального тиску. Абсолютна кількість цих газів у крові та тканинах організму мізерна. Серед інертних газів особливе місце посідають радон, актинон та торон – продукти розпаду природних. радіоактивних елементіврадію, торію, актинія.

У хімічному відношенні ці гази інертні, як це вже було помічено вище, а їх небезпечна дія на організм пов'язана з їхньою радіоактивністю. У природних умоввони визначають природну радіоактивність атмосфери.

Температура повітря

Атмосферне повітря нагрівається головним чином земної поверхні з допомогою тепла, отриманого нею від Сонця. Близько 47% сонячної енергії, що досягає землі, поглинається земною поверхнею та перетворюється на тепло. Приблизно 34% сонячної енергії відбивається назад у космічний простірвід верхньої поверхні хмар і земної поверхні і лише п'ята частина (19%) сонячної енергії безпосередньо нагріває атмосферу. У зв'язку з цим максимальна температура повітря буває між 13 і 14 годин, коли земна поверхня нагріта найбільшою мірою. Нагріті приземні шари повітря піднімаються нагору, поступово охолоджуючись. Тому зі збільшенням висоти над рівнем моря температура повітря знижується загалом на 0,6оС на кожні 100 метрів підйому.

Нагрівання атмосфери відбувається нерівномірно і залежить, передусім, від географічної широти: що більше відстань від екватора до полюса, то більше вписувалося кут нахилу сонячних променів до площині земної поверхні, тим менше енергії надходить на одиницю площі і менше нагріває її.

Різниця температур повітря в залежності від широти місцевості може бути дуже значною і складати величину понад 100оС. Так, найвищі температури повітря (до +60оС) зареєстровані в екваторіальній Африці, мінімальні (до –90оС) – в Антарктиді.

Добові коливання температури повітря бувають також дуже суттєві у низці екваторіальних країн, постійно зменшуючись у напрямку до полюсів.

На добові та річні коливання температури повітря впливає ціла низка природних факторів: інтенсивність сонячної радіації, характер і рельєф місцевості, висота над рівнем моря, близькість морів, характер морських течій, рослинний покрив та ін.

Вплив несприятливої ​​температури повітря на організм найбільше виражено в умовах перебування або роботи людей на відкритому повітрі, а також у деяких виробничих приміщеннях, де можливі дуже високі чи дуже низькі температуриповітря. Це стосується сільськогосподарських робітників, будівельників, нафтовиків, рибалок та ін., а також працюючих у гарячих цехах, у надглибоких шахтах (1-2 км), спеціалістів, які обслуговують холодильні установкита ін.

У житлових та громадських приміщеннях існують можливості забезпечити найбільш сприятливу температуру повітря (за рахунок опалення, вентиляції приміщень, використання кондиціонерів тощо).

Атмосферний тиск

На поверхні земної куліколивання атмосферного тиску пов'язані з погодними умовамита протягом доби, як правило, не перевищують 4-5 мм рт.ст.

Однак існують особливі умови життя та трудової діяльностілюдини, у яких спостерігаються значні відхилення від нормального атмосферного тиску, здатні надати патологічний вплив.

Повітря – природна суміш газів

При слові «повітря» більшості з нас мимоволі спадає на думку, можливо, дещо наївне зіставлення: повітря – це те, чим дихають. Справді, в етимологічному словнику російської вказується, що слово «повітря» запозичене з церковно-слов'янської мови: «воздыхать». З біологічної точки зору, повітря, отже, є середовищем для підтримки життя за рахунок кисню. У складі повітря могло б і не бути кисню – життя все одно розвивалося в анаеробних формах. Але повна відсутність повітря, мабуть, виключає, можливість існування будь-яких організмів.

Для фізиків повітря – насамперед земна атмосфера та газова оболонка, що оточує землю.

А що ж уявляє саме повітря з погляду хімії?

Багато сил, праці та терпіння знадобилося вченим, щоб розкрити цю загадку природи, що повітря – не самостійна речовина, як вважалося ще понад 200 років тому, а є складною сумішшю газів. Вперше висловився про складний склад повітря вчений художник Леонардо да Вінчі (XV століття).

Близько 4 мільярдів років тому атмосфера Землі складалася переважно з вуглекислого газу. Поступово він розчинявся у воді, реагував з гірськими породами, утворюючи карбонати та гідрокарбонати кальцію та магнію. З появою зелених рослин цей процес протікав набагато швидше. На момент появи людини вуглекислий газ, необхідний рослинам став дефіцитом. Його концентрація у повітрі на початок промислової революції становила лише 0,029%. Протягом 1,5 млд років вміст кисню поступово збільшувався.

Хімічний склад повітря

Складові частини

За обсягом

За масою

Азот ( N 2)

78,09

75,50

Кисень (Про 2)

20,95

23,10

Шляхетні гази (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, в основному аргон)

0,94

Оксид вуглецю (IV) – вуглекислий газ

0,03

0,046

Вперше встановив кількісний склад повітря французький вчений Антуан Лоран Лавуазьє. За результатами свого відомого 12-денного досвіду він зробив висновок, що все повітря в цілому складається з кисню, придатного для дихання і горіння, азоту, неживого газу, в пропорціях 1/5 і 4/5 обсягу відповідно. Він нагрівав металеву ртуть у реторті на жаровні протягом 12 діб. Кінець реторти було підведено під дзвін, поставлений у посудину з ртуттю. В результаті рівень ртуті у дзвоні піднявся приблизно на 1/5. На поверхні ртуті у реторті утворилася речовина помаранчевого кольору– оксид ртуті. Газ, що залишився під дзвоном, був непридатний для дихання. Вчений запропонував «життєве повітря» перейменувати на «кисень», оскільки за згорянні в кисні більшість речовин перетворюється на кислоти, а «задушливе повітря» – на «азот», т.к. він не підтримує життя, шкодить життю.


Досвід Лавуазьє

Якісний склад повітря можна довести таким досвідом

Основним із складових повітря для нас є кисень, його у повітрі 21% за обсягом. Розведений кисень великою кількістю азоту – 78% від обсягу повітря та порівняно невеликим обсягом благородних інертних газів – їх близько 1%. Входять до складу повітря також змінні складові – оксид вуглецю (IV) або вуглекислий газ та водяна пара, кількість яких залежить від різних причин. Ці речовини потрапляють у атмосферу природним шляхом. При виверженні вулканів в атмосферу потрапляють сірчистий газ, сірководень та елементарна сірка. Пилові бурі сприяють появі повітря пилу. Оксиди азоту потрапляють в атмосферу та при грозових електричних розрядах, під час яких азот та кисень повітря реагують один з одним, або в результаті діяльності ґрунтових бактерій, здатних вивільняти оксиди азоту з нітратів; сприяють цьому і лісові пожежі та горіння торфовищ. Процеси руйнування органічних речовин супроводжуються утворенням різних газоподібних сполук сірки. Вода у складі повітря визначає його вологість. В інших речовин роль негативна: вони забруднюють атмосферу. Наприклад, вуглекислого газу багато у повітрі міст, позбавлених зелені, водяної пари – над поверхнею океанів та морів. У повітрі міститься невелика кількість оксиду сірки (IV) чи сірчистого газу, аміаку, метану, оксиду азоту (I) чи закису азоту, водню. Особливо насичене ними повітря поблизу промислових підприємств, газонафтових родовищ чи вулканів. У верхніх шарах атмосфери є ще один газ – озон. Літає в повітрі і різноманітна пилюка, яку ми можемо легко помітити, дивлячись збоку на тонкий промінь світла, що потрапляє через штору в затемнену кімнату.

Постійні складові гази повітря:

· Кисень

· Азот

· Інертні гази

Змінні складові гази повітря:

· Оксид вуглецю (IV)

· Озон

· Інші

Висновок.

1. Повітря – природна суміш газоподібних речовин, у якій кожна речовина має та зберігає свої фізичні та хімічні властивостітому повітря можна розділити.

2. Повітря - це безбарвний газоподібний розчин, щільність - 1,293г/л, при температурі -190 0 С він переходить у рідкий стан. Рідке повітря представляє блакитну рідину.

3. Живі організми тісно пов'язані з речовинами повітря, які мають певний вплив на них. І водночас живі організми впливають нею, оскільки виконують певні функції: окислювально-відновну – окислюють, наприклад вуглеводи до вуглекислого газу та відновлюють його до вуглеводів; газову – поглинають та виділяють гази.

Таким чином, живі організми створили у минулому та підтримують мільйони років атмосферу нашої планети.

Забруднення атмосфери - привнесення в атмосферне повітря нових нехарактерних йому фізичних, хімічних і біологічних речовин чи зміна природної середньорічної концентрації цих речовин у ньому.

У процесі фотосинтезу з атмосфери видаляється вуглекислий газ, а процесах дихання і гниття повертається. Встановлена ​​в ході еволюції планети рівновага між цими двома газами стала порушуватися, особливо в другій половині XX ст., коли посилювався вплив людини на природу. Поки що природа справляється з порушеннями цієї рівноваги завдяки воді океану та його водоростям. Але чи надовго вистачить сили у природи?


Схема. Забруднення атмосфери

Основні забруднювачі атмосферного повітря у Росії


Кількість машин безперервно зростає, особливо у великих містах, відповідно, зростає викид у повітря шкідливих речовин. «На совісті» автомобілів 60% викидів шкідливих речовин у місті!
Підприємства теплоенергетики Росії викидають в атмосферу до 30% забруднювачів, а ще 30% - внесок промисловості (чорна та кольорова металургія, нафтовидобуток та нафтопереробка, хімічна промисловість та виробництво будівельних матеріалів). Рівень забруднення атмосфери природними джерелами є фоновим ( 31–41% ), він мало змінюється з часом ( 59–69% ). Нині глобального характеру набула проблема антропогенного забруднення атмосфери. Які ж речовини-забруднювачі, небезпечні для живого, потрапляють в атмосферу? Це кадмій, свинець, ртуть, миш'як, мідь, сажа, меркаптани, фенол, хлор, сірчана та азотна кислоти та інші речовини. Деякі з названих речовин ми вивчатимемо надалі, дізнаємося про їх фізичні та хімічні властивості і поговоримо про руйнівну силу, що таїться в них, для нашого здоров'я.

Масштаби екологічного забруднення планети, Росії.

У яких країнах світу повітря найбільше забруднене вихлопними газами транспорту?
Найбільша небезпека забруднення атмосфери вихлопними газами загрожує країнам із потужним автопарком. Наприклад, у США на автотранспорт припадає приблизно 1/2 всіх шкідливих викидів в атмосферу (до 50 млн. т щорічно). Автопарк Західної Європи щорічно викидає у повітря до 70 млн. т шкідливих речовин, причому в Німеччині, наприклад, 30 млн. автомобілів дають 70% загального обсягу шкідливих викидів. У Росії становище посилюється тим, що машини, що у експлуатації, відповідають екологічним нормам лише з 14,5%.
Забруднює атмосферу та повітряний транспорт шлейфами вихлопів від багатьох тисяч літаків. Згідно з експертними оцінками, в результаті діяльності світового автопарку (а це близько 500 млн двигунів) в атмосферу щорічно надходить лише вуглекислий газ 4,5 млрд т.
Чим небезпечні ці забруднювачі? Важкі метали – свинець, кадмій, ртуть – шкідливо впливають на нервову систему людини, чадний газ – на склад крові; сірчистий газ, взаємодіючи з водою дощів та снігів, перетворюється на кислоту та викликає кислотні дощі. Які ж масштаби цих забруднень? Головні регіони поширення кислотних дощів – США, Західна Європа, Росія. Останнім часом до них слід зарахувати і промислові райони Японії, Китаю, Бразилії, Індії. З поширенням кислотних опадів пов'язане поняття транскордонності – відстань між районами їх утворення та районами випадання може становити сотні та навіть тисячі кілометрів. Наприклад, головний «винуватець» кислотних дощів на півдні Скандинавії – промислові райони Великобританії, Бельгії, Нідерландів та Німеччини. У канадські провінції Онтаріо та Квебек кислотні дощі переносяться із сусідніх районів США. На територію Росії ці опади переносяться із Європи західними вітрами.
Неблагополучна екологічна ситуація склалася на північному сході Китаю, в тихоокеанському поясі Японії, міста Мехіко, Сан-Паулу, Буенос-Айрес. У Росії її 1993 р. в 231 місті із загальним населенням 64 млн.человек вміст шкідливих речовин, у повітрі перевищувало норми. У 86 містах 40 млн осіб проживають в умовах, коли забруднення перевищують норми в 10 разів. Серед цих міст Брянськ, Череповець, Саратов, Уфа, Челябінськ, Омськ, Новосибірськ, Кемерово, Новокузнецьк, Норильськ, Ростов. За кількістю шкідливих викидів перше місце Росії займає Уральський регіон. Так, у Свердловській області стан атмосфери не відповідає нормам на 20 територіях, де мешкає 60% населення. У м. Карабаші Челябінської області мідеплавильний завод щорічно викидає в атмосферу по 9 т шкідливих сполук кожного жителя. Частота захворювань на рак тут становить 338 випадків на 10 тис. жителів.
Тривожна ситуація склалася також у Поволжі, Півдні Західного Сибіру, ​​у Росії. В Ульяновську більше, ніж у середньому по Росії, люди страждають на захворювання верхніх дихальних шляхів. Захворюваність на рак легенів з 1970 р. зросла в 20 разів, у місті зареєстрований один із найвищих рівнів дитячої смертності в Росії.
У Дзержинську на обмеженій території зосереджено велику кількість хімічних підприємств. За останні 8 років тут сталося 60 викидів сильнодіючих отруйних речовин в атмосферу, що призводили до надзвичайних ситуацій, що в ряді випадків спричинили загибель людей. У Поволжі до 300 тис. т сажі, золи, кіптяви, оксидів вуглецю обрушуються на мешканців міст щорічно. Москва займає 15 місце серед міст Росії за сумарним рівнем забруднення атмосферного повітря.

Будова та склад атмосфери Землі, треба сказати, не завжди були постійними величинами в той чи інший період розвитку нашої планети. Сьогодні вертикальна будова цього елемента, що має загальну «товщину» 1,5-2,0 тис. км, представлена ​​кількома основними шарами, у тому числі:

  1. Тропосфера.
  2. Тропопаузою.
  3. Стратосфера.
  4. Стратопаузою.
  5. Мезосферою та мезопаузою.
  6. Термосфера.
  7. Екзосферою.

Основні елементи атмосфери

Тропосфера є шаром, у якому спостерігаються сильні вертикальні та горизонтальні рухи, саме тут формується погода, осадові явища, кліматичні умови. Вона простягається на 7-8 кілометрів від поверхні планети майже повсюдно, крім полярних регіонів (там - до 15 км). У тропосфері спостерігається поступове зниження температури, приблизно 6,4°З кожним кілометром висоти. Цей показник може відрізнятися для різних широт та пір року.

Склад атмосфери Землі у цій частині представлений такими елементами та його відсотковими частками:

Азот – близько 78 відсотків;

Кисень – майже 21 відсоток;

Аргон – близько одного відсотка;

Вуглекислий газ – менше 0.05%.

Єдиний склад до висоти 90 км

Крім того, тут можна знайти пил, крапельки води, водяну пару, продукти горіння, кристалики льоду, морські солі, безліч аерозольних частинок та ін. Такий склад атмосфери Землі спостерігається приблизно до дев'яноста кілометрів висоти, тому повітря приблизно однакове за хімічним складом, не тільки у тропосфері, а й у вищележачих шарах. Але там атмосфера має принципово інші фізичні властивості. А шар, який має загальний хімічний склад, називають гомосферою.

Які елементи входять до складу атмосфери Землі? У відсотках (за обсягом, у сухому повітрі) тут представлені такі гази як криптон (близько 1.14 х 10 -4), ксенон (8.7 х 10 -7), водень (5.0 х 10 -5), метан (близько 1.7 х 10 -4) 4), закис азоту (5.0 х 10 -5) та ін. У відсотках по масі з перерахованих компонентів найбільше закису азоту та водню, далі слідує гелій, криптон та ін.

Фізичні властивості різних атмосферних верств

Фізичні властивості тропосфери тісно пов'язані з її приляганням до планети. Звідси відбите сонячне тепло у формі інфрачервоних променів прямує назад нагору, включаючи процеси теплопровідності та конвекції. Саме тому із віддаленням від земної поверхні падає температура. Таке явище спостерігається до висоти стратосфери (11-17 кілометрів), потім температура стає практично незмінною до позначки 34-35 км, і далі йде знову зростання температур до висот 50 кілометрів (верхня межа стратосфери). Між стратосферою та тропосферою є тонкий проміжний шар тропопаузи (до 1-2 км), де спостерігаються постійні температури над екватором – близько мінус 70°С та нижче. Над полюсами тропопауза «прогрівається» влітку до мінус 45°С, взимку температури тут коливаються біля позначки -65°С.

Газовий склад атмосфери Землі включає такий важливий елементяк озон. Його відносно трохи біля поверхні (десять мінус шостої від відсотка), оскільки газ утворюється під впливом сонячних променів з атомарного кисню в верхніх частинахатмосфери. Зокрема, найбільше озону на висоті близько 25 км, а весь озоновий екран розташований в областях від 7-8 км в області полюсів, від 18 км на екваторі і до п'ятдесяти кілометрів загалом над поверхнею планети.

Атмосфера захищає від сонячної радіації

Склад повітря атмосфери Землі грає дуже важливу роль у збереженні життя, так як окремі хімічні елементи і композиції вдало обмежують доступ сонячної радіації до земної поверхні і людей, тварин, рослин, що живуть на ній. Наприклад, молекули водяної пари ефективно поглинають майже всі діапазони інфрачервоного випромінювання, крім довжин в інтервалі від 8 до 13 мкм. Озон же поглинає ультрафіолет аж до довжини хвиль в 3100 А. Без його тонкого шару (складе всього в середньому 3 мм, якщо його розташувати на поверхні планети) живуть можуть лише води на глибині більше 10 метрів і підземні печери, куди не доходить сонячна радіація .

Нуль за Цельсієм у стратопаузі

Між двома наступними рівнями атмосфери, стратосферою та мезосферою, існує чудовий шар – стратопауза. Він відповідає приблизно висоті озонних максимумів і тут спостерігається відносно комфортна для людини температура - близько 0°С. Вище стратопаузи, у мезосфері (починається десь на висоті 50 км і закінчується на висоті 80-90 км), спостерігається знову ж таки падіння температур зі збільшенням відстані від поверхні Землі (до мінус 70-80°С). У мезосфері зазвичай повністю згоряють метеори.

У термосфері – плюс 2000 К!

Хімічний склад атмосфери Землі в термосфері (починається після мезопаузи з висот близько 85-90 до 800 км) визначає можливість такого явища, як поступове нагрівання шарів дуже розрідженого «повітря» під впливом сонячного випромінювання. У цій частині «повітряного покривала» планети зустрічаються температури від 200 до 2000 К, які у зв'язку з іонізацією кисню (понад 300 км знаходиться атомарний кисень), а також рекомбінацією атомів кисню в молекули, що супроводжується виділенням великої кількості тепла. Термосфера – це місце виникнення полярних сяйв.

Вище термосфери знаходиться екзосфера - зовнішній шаратмосфери, з якого легкі атоми водню, що швидко переміщаються, можуть йти в космічний простір. Хімічний склад атмосфери Землі тут представлений більше окремими атомами кисню в нижніх шарах, атомами гелію в середніх і майже виключно атомами водню - у верхніх. Тут панують високі температури – близько 3000 К та відсутній атмосферний тиск.

Як утворилася земна атмосфера?

Але, як згадувалося вище, такий склад атмосфери планета мала який завжди. Усього існує три концепції походження цього елемента. Перша гіпотеза припускає, що атмосфера була взята в процесі акреції з протопланетної хмари. Однак сьогодні ця теорія піддається суттєвій критиці, оскільки така первинна атмосфера повинна була бути зруйнована сонячним вітром від світила в нашій планетній системі. Крім того, передбачається, що леткі елементи не могли утриматися в зоні утворення планет за типом земної групи через занадто високі температури.

Склад первинної атмосфери Землі, як передбачає друга гіпотеза, міг бути сформований за рахунок активного бомбардування поверхні астероїдами та кометами, які прибули з околиць Сонячної системи на ранніх етапах розвитку. Підтвердити чи спростувати цю концепцію досить складно.

Експеримент у ІДГ РАН

Найправдоподібнішою є третя гіпотеза, яка вважає, що атмосфера з'явилася в результаті виділення газів з мантії. земної кориприблизно 4 млрд років тому. Цю концепцію вдалося перевірити в ІДГ РАН в ході експерименту під назвою «Царів 2», коли у вакуумі розігріли зразок речовини метеорного походження. Тоді було зафіксовано виділення таких газів як Н 2 , СН 4 , СО, Н 2 О, N 2 та ін. Тому вчені справедливо припустили, що хімічний склад первинної атмосфери Землі включав водяний і вуглекислий газ, пари фтороводню (HF), чадного газу (CO), сірководню (H 2 S), сполук азоту, водень, метан (СН 4), пари аміаку (NH 3), аргон та ін. у зв'язаному стані в органічних речовинах та гірських породах, азот перейшов до складу сучасного повітря, а також знову в осадові породи та органічні речовини.

Склад первинної атмосфери Землі не дозволив би сучасним людям перебувати у ній без дихальних апаратів, оскільки кисню у необхідних кількостях тоді був. Цей елемент у значних обсягах з'явився півтора мільярда років тому, як вважають, у зв'язку з розвитком процесу фотосинтезу у синьо-зелених та інших водоростей, які є найдавнішими мешканцями нашої планети.

Мінімум кисню

На те, що склад атмосфери Землі спочатку був майже безкисневим, вказує на те, що в найдавніших (катархейських) породах знаходять легкоокислюваний, але не окислений графіт (вуглець). Згодом з'явилися так звані полосчасті залізні руди, які включали прошарки збагачених оксидів заліза, що означає появу на планеті потужного джерела кисню в молекулярній формі. Але ці елементи траплялися лише періодично (можливо, ті ж водорості чи інші продуценти кисню з'явилися невеликими острівцями в безкисневій пустелі), тоді як світ був анаеробним. На користь останнього говорить те, що пірит, що легко окислюється, знаходили у вигляді гальки, обробленої течією без слідів хімічних реакцій. Оскільки текучі води неможливо знайти погано аэрированными, виробилася думка, що атмосфера на початок кембрія містила менше відсотка кисню від сьогоднішнього складу.

Революційна зміна складу повітря

Приблизно в середині протерозою (1,8 млрд років тому) відбулася «киснева революція», коли світ перейшов до аеробного дихання, в ході якого з однієї молекули поживної речовини (глюкоза) можна отримувати 38, а не дві (як при анаеробному диханні) одиниці енергії. Склад атмосфери Землі, у частині кисню, став перевищувати один відсоток від сучасного, став виникати озоновий шар, який захищає організми від радіації. Саме від неї «ховалися» під товстими панцирями, наприклад такі древні тварини, як трилобіти. З того часу і до нашого часу зміст основного «дихального» елемента поступово і повільно зростав, забезпечуючи різноманітність форм життя на планеті.

ЛЕКЦІЯ №3. Атмосферне повітря.

Тема: Атмосферне повітря, його хімічний склад та фізіологічне

значення складових частин.

Атмосферні забруднення; їх впливом геть здоров'я населення.

План лекції:

    Хімічний склад атмосферного повітря.

    Біологічна роль та фізіологічне значення його складових частин: азоту, кисню, вуглекислого газу, озону, інертних газів.

    Поняття про атмосферні забруднення та їх джерела.

    Вплив атмосферних забруднень для здоров'я (прямий вплив).

    Вплив атмосферних забруднень на умови життя населення (непрямий вплив на здоров'я).

    Запитання охорони атмосферного повітря від забруднення.

Газова оболонка землі називається атмосферою. Загальна вага земної атмосфери становить 5,1310 15 тонн.

Повітря, що утворює атмосферу, є сумішшю різних газів. Склад сухого повітря на рівні моря буде наступним:

Таблиця №1

Склад сухого повітря при температурі 0 0 С

тиск 760 мм рт. ст.

складники

компоненти

Відсотковий склад

за обсягом

Концентрація в мг/м 3

Кисень

Вуглекислий газ

Закис азоту

Склад земної атмосфери залишається постійним над сушею, над морем, у містах та сільській місцевості. Не змінюється він також із висотою. При цьому слід пам'ятати, що йдеться про процентний вміст складових частин повітря на різних висотах. Однак цього не можна сказати про вагову концентрацію газів. У міру підйому вгору густина повітря падає і кількість молекул, що містяться в одиниці простору, теж знижується. Внаслідок цього падає вагова концентрація газу та його парціальний тиск.

Зупинимося на характеристиці окремих складових частин повітря.

Головною складовою атмосфери є азот.Азот є інертним газом. Він не підтримує дихання та горіння. В атмосфері азоту життя неможливе.

Азот грає важливу біологічну роль. Азот повітря засвоюється деякими видами бактерій та водоростями, які утворюють із нього органічні сполуки.

Під впливом атмосферної електрики утворюється невелика кількість іонів азоту, які вимиваються з атмосфери опадами та збагачують ґрунт солями азотистої та азотної кислоти. Солі азотистої кислоти під впливом ґрунтових бактерій перетворюються на нітрити. Нітрити та солі аміаку засвоюються рослинами та служать для синтезу білків.

Таким чином, здійснюється перетворення інертного азоту атмосфери на живу матерію органічного світу.

Через брак азотистих добривприродного походження, людство навчилося одержувати їх штучним шляхом. Створено та розвивається азотно-тукова промисловість, яка переробляє атмосферний азот в аміак та азотисті добрива.

Біологічне значення азоту не обмежується його участю у кругообіг азотистих речовин. Він відіграє важливу роль як розріджувач кисню атмосфери, тому що в чистому кисні життя неможливе.

Збільшення вмісту азоту повітря викликає гіпоксію і асфіксію внаслідок зниження парціального тиску кисню.

При підвищенні парціального тиску азот виявляє наркотичні властивості. Однак, в умовах відкритої атмосферинаркотична дія азоту не проявляється, тому що коливання його концентрації незначні.

Найбільш важливим із компонентів атмосфери є газоподібний кисень (Про 2 ) .

Кисень у нашій Сонячної системиу вільному стані зустрічається лише Землі.

Багато припущень висунуто щодо еволюції (розвитку) земного кисню. Найбільш визнане пояснення полягає в тому, що переважна частина кисню у сучасній атмосфері утворилася у процесі фотосинтезу у біосфері; і лише початкова, мала кількість кисню утворилося внаслідок фотосинтезу води.

Біологічна роль кисню надзвичайно велика. Без кисню неможливе життя. Земна атмосфера містить 1,1810 15 тонн кисню.

У природі безперервно йдуть процеси споживання кисню: дихання людини і тварин, горіння, окислення. У той же час безперервно йдуть процеси відновлення вмісту кисню в повітрі (фотосинтез). Рослини поглинають вуглекислий газ, розщеплюють його, засвоюють вуглець, а кисень виділяють у повітря. Рослини викидають у повітря 0,5  10 5 мільйонів тонн кисню. Цього достатньо щоб покрити природний спад кисню. Тому його вміст у повітрі постійно і становить 20, 95%.

Безперервна течія повітряних мас перемішують тропосферу, ось чому не спостерігається різниці у вмісті кисню в містах і сільській місцевості. Концентрація кисню коливається не більше кількох десятих відсотків. Це не має значення. Однак у глибоких ямах, колодязях, печерах вміст кисню може падати, тому спуск у них небезпечний.

При падінні парціального тиску кисню у людини та тварин спостерігаються явища кисневого голодування. Значні зміни парціального тиску кисню настають під час підйому вгору над рівнем моря. Явища кисневої недостатності можуть спостерігатися під час підйомів у гори (альпінізм, туризм), при авіаперельотах. Підйом на висоту 3000м може спричинити висотну або гірську хворобу.

При тривалому проживанні у високогірній місцевості у людей розвивається звикання до нестачі кисню та настає акліматизація.

Високий парціальний тиск кисню несприятливий для людини. При парціальному тиску понад 600 мм зменшується життєва ємність легень. Вдихання чистого кисню (парціальний тиск 760 мм) викликає набряк легень, пневмонію, судоми.

У природних умовах повітря не спостерігається підвищений вміст кисню.

Озонє складовою атмосфери. Маса його складає 3,5 мільярда тонн. Вміст озону в атмосфері змінюється по сезонах року: навесні він високий, восени низький. Зміст озону залежить від широти місцевості: що ближче до екватора, то він нижче. Концентрація озону має добовий перебіг: максимум він досягає до полудня.

Концентрація озону нерівномірно розподіляється висотою. Найбільш високий його зміст спостерігається на висоті 20-30 км.

Озон безперервно утворюється у стратосфері. Під впливом ультрафіолетової радіації сонця молекули кисню дисоціюють (розпадаються) з утворенням атомарного кисню. Атоми кисню рекомбінуються (з'єднуються) з молекулами кисню та утворюють озон (3). На висоті вище та нижче 20-30 км процеси фотосинтезу (освіти) озону сповільнюються.

Наявність шару озону у атмосфері має значення існування життя Землі.

Озон затримує короткохвильову частину діапазону сонячної радіації, не пропускає хвилі коротше 290 нм (нанометрів). За відсутності озону життя на землі було б неможливим, внаслідок згубної дії короткої ультрафіолетової радіації на все живе.

Озон поглинає також інфрачервону радіацію із довжиною хвилі 9,5 мкм (мікрон). Завдяки цьому озон затримує близько 20 відсотків теплового випромінювання землі, зменшуючи втрату її тепла. За відсутності озону абсолютна температура Землі була б нижчою на 7 0 .

У нижній шар атмосфери – тропосферу озон заноситься зі стратосфери внаслідок перемішування повітряних мас. При слабкому перемішуванні концентрація озону біля землі падає. Збільшення озону у повітрі спостерігається при грозі внаслідок розрядів атмосферної електрики та збільшення турбулентності (перемішування) атмосфери.

Разом з тим, значне підвищення концентрації озону в повітрі є результатом фотохімічного окислення органічних речовин, що надходять в атмосферу з вихлопними газами автомобілів та викидами промисловості. Озон належить до токсичних речовин. Озон має подразнюючу дію на слизові оболонки очей, носа, горла в концентрації 0,2-1 мг/м 3 .

Вуглекислий газ (СО 2 ) знаходиться в атмосфері концентрації 0,03%. Загальна кількість його дорівнює 2330 мільярдів тонн. Велика кількість вуглекислого газу міститься у розчиненому вигляді у воді морів та океанів. У зв'язаному вигляді він входить до складу доломітів та вапняків.

Атмосфера постійно поповнюється вуглекислим газом внаслідок процесів життєдіяльності живих організмів, процесів горіння, гниття, бродіння. Людина виділяє щодня 580 л вуглекислого газу. Велика кількість вуглекислого газу виділяється під час розкладання вапняків.

Незважаючи на наявність численних джерел освіти, суттєвого накопичення вуглекислого газу у повітрі не відбувається. Вуглекислий газ постійно асимілюється (засвоюється) рослинами у процесі фотосинтезу.

Крім рослин регулятором вмісту вуглекислого газу в атмосфері є моря та океани. При підвищенні парціального тиску вуглекислого газу в повітрі він розчиняється у воді, а при зниженні виділяється в атмосферу.

У приземній атмосфері спостерігаються невеликі коливання концентрації вуглекислого газу: над океаном вона є нижчою, ніж над сушею; у лісі вище, ніж у полі; у містах вище, ніж за містом.

Вуглекислий газ грає велику рольу життєдіяльності тварин та людини. Він є спонукачем дихального центру.

В атмосферному повітрі є кілька інертних газів: аргону, неону, гелію, криптону та ксенону. Ці гази відносяться до нульової групи таблиці Менделєєва, які не вступають у реакції з іншими елементами, є інертними у хімічному сенсі.

Інертні гази є наркотичними. Їхні наркотичні властивості виявляються при високому барометричному тиску. У відкритій атмосфері наркотичні властивості інертних газів що неспроможні проявитися.

Крім складових частин атмосфери, у ній містяться різні домішки природного походження та забруднення, що вносяться в результаті діяльності людини.

Домішки, які є у повітрі крім його природного хімічного складу, називаються атмосферними забрудненнями.

Атмосферні забруднення поділяються на природні та штучні.

До природних забруднень відносять домішки, що надходять у повітря внаслідок стихійних природних процесів (рослинний, ґрунтовий пил, виверження вулканів, космічний пил).

Штучні атмосферні забруднення утворюються внаслідок виробничої діяльності.

Штучні джерела атмосферних забруднень ділять на 4 групи:

    транспорт;

    промисловість;

    теплоенергетика;

    спалювання сміття.

Зупинимося з їхньої короткої характеристиці.

Сучасна ситуація характеризується тим, що обсяг викидів автомобільного транспорту перевищує обсяг викидів промислових підприємств.

Один автомобіль викидає у повітряний басейн понад 200 хімічних сполук. Кожен автомобіль споживає в рік у середньому 2 тонни палива і 30 тонн повітря, а викидає в атмосферу 700 кг оксиду вуглецю (СО), 230 кг вуглеводнів, що не згоріли, 40 кг оксидів азоту (NО 2) і 2-5 кг твердих речовин.

Сучасне місто насичене й іншими видами транспорту: залізничним, водним та повітряним. Загальна кількість викидів у довкілля від усіх видів транспорту має тенденцію до безперервного зростання.

Промислові підприємства за ступенем шкоди навколишньому середовищу займають друге місце після транспорту.

Найбільш інтенсивно забруднюють атмосферне повітря підприємства чорної та кольорової металургії, нафтохімічної та коксохімічної промисловості, а також підприємства з виробництва будівельних матеріалів. Вони викидають у повітря десятки тонн сажі, пилу, металів та його сполук (міді, цинку, свинцю, нікелю, олова та інших.).

Вступаючи в атмосферу, метали забруднюють ґрунт, накопичуються в ньому, проникають у воду водойм.

У районах розташування промислових підприємств, населення наражається на ризик несприятливого впливу атмосферних забруднень.

Крім твердих частинок промисловість викидає у повітря різні гази: сірчаний ангідрид, окис вуглецю, оксиди азоту, сірководень, вуглеводні, радіоактивні гази.

Забруднюючі речовини можуть тривалий час перебувати у навколишньому середовищі та шкідливо впливати на організм людини.

Наприклад, вуглеводні зберігаються в довкіллі до 16 років, беруть активну участь у фотохімічних процесах в атмосферному повітрі з утворенням токсичних туманів.

Масивне забруднення атмосфери спостерігається при спалюванні твердого та рідкого палива на теплоелектростанціях. Вони є основними джерелами забруднення атмосфери окислами сірки та азоту, окисом вуглецю, сажею та пилом. Для цих джерел характерна потужність забруднення атмосферного повітря.

Наразі відомо багато фактів несприятливого впливу атмосферних забруднень на здоров'я людей.

Атмосферні забруднення надають на організм людини як гостре, і хронічний вплив.

Прикладами гострого впливу атмосферних забруднень на здоров'я є токсичні тумани. Концентрації токсичних речовин у повітрі зростали за несприятливих метеорологічних умов.

Перший токсичний туман зареєстровано у Бельгії 1930 року. Постраждало кілька сотень людей, 60 людей померли. Надалі подібні випадки повторювалися: 1948 року в американському місті Донора. Постраждало 6000 людей. 1952 року від «великого лондонського туману» померло 4000 людей. У 1962 році з цієї причини загинуло 750 жителів Лондона. 1970 року від смогу над японською столицею (Токіо) постраждало 10 тисяч людей, 1971 року – 28 тисяч.

Крім перелічених катастроф, аналіз матеріалів досліджень вітчизняних та зарубіжних авторів звертає увагу на підвищення загальної захворюваності населення через забруднення атмосфери.

Виконані в даному плані дослідження дозволяють зробити висновок, що внаслідок впливу атмосферних забруднень у промислових центрах спостерігається підвищення:

    загального рівня смертності від серцево-судинних захворювань та хвороб органів дихання;

    гострої неспецифічної захворюваності верхніх дихальних шляхів;

    хронічні бронхіти;

    бронхіальної астми;

    емфіземи легень;

    раку легень;

    зниження тривалості життя та творчої активності.

Крім того, в даний час математичний аналіз виявив статистично значущу кореляційну залежність між рівнем захворюваності населення на хвороби крові, органів травлення, хворобами шкіри та рівнями забруднення атмосферного повітря.

Органи дихання, травна системаі шкіра є "вхідними воротами" для токсичних речовин і служать мішенями їх прямої та опосередкованої дії.

Вплив атмосферних забруднень на умови життя розцінюється як непрямий (непрямий) вплив атмосферних забруднень на здоров'я населення.

Воно включає:

    зниження загальної освітленості;

    зниження ультрафіолетової радіації сонця;

    зміна кліматичних умов;

    погіршення житлово-побутових умов;

    негативний вплив на зелені насадження;

    негативний вплив на тварин.

Речовини, що забруднюють атмосферу, завдають великої шкоди будинкам, спорудам, будівельним матеріалам.

Загальні економічні збитки США від забруднювачів атмосфери, включаючи їхній вплив на здоров'я людини, будівельні матеріали, метали, тканини, шкіру, папір, фарби, гуму та інші матеріали щорічно становлять 15-20 мільярдів доларів.

Все сказане вище свідчить про те, що охорона атмосферного повітря від забруднення є проблемою надзвичайної важливості та об'єктом пильної уваги фахівців у всіх країнах світу.

Усі заходи щодо охорони атмосферного повітря повинні здійснюватися комплексно за кількома напрямками:

    Законодавчі заходи. Це прийняті урядом держави закони, створені задля охорону повітряного середовища;

    Раціональне розміщення промислових та житлових зон;

    Технологічні заходи, створені задля зниження викидів в атмосферу;

    санітарно-технічні заходи;

    Розробка гігієнічних нормативів для повітря;

    Контроль за чистотою атмосферного повітря;

    Контроль за роботою промислових підприємств;

    Благоустрій населених місць, озеленення, обводнення, створення захисних розривів між промисловими підприємствамита житловими комплексами.

Крім перелічених заходів внутрішньодержавного плану, наразі розробляються та широко впроваджуються міждержавні Програми з охорони атмосферного повітря.

Проблема охорони повітряного басейну вирішується у низці міжнародних організацій – ВООЗ, ООН, ЮНЕСКО та інших.

ЛЕКЦІЯ №3. Атмосферне повітря.

Тема: Атмосферне повітря, його хімічний склад та фізіологічне

значення складових частин.

Атмосферні забруднення; їх впливом геть здоров'я населення.

План лекції:

    Хімічний склад атмосферного повітря.

    Біологічна роль та фізіологічне значення його складових частин: азоту, кисню, вуглекислого газу, озону, інертних газів.

    Поняття про атмосферні забруднення та їх джерела.

    Вплив атмосферних забруднень для здоров'я (прямий вплив).

    Вплив атмосферних забруднень на умови життя населення (непрямий вплив на здоров'я).

    Запитання охорони атмосферного повітря від забруднення.

Газова оболонка землі називається атмосферою. Загальна вага земної атмосфери становить 5,1310 15 тонн.

Повітря, що утворює атмосферу, є сумішшю різних газів. Склад сухого повітря на рівні моря буде наступним:

Таблиця №1

Склад сухого повітря при температурі 0 0 С

тиск 760 мм рт. ст.

складники

компоненти

Відсотковий склад

за обсягом

Концентрація в мг/м 3

Кисень

Вуглекислий газ

Закис азоту

Склад земної атмосфери залишається постійним над сушею, над морем, у містах та сільській місцевості. Не змінюється він також із висотою. При цьому слід пам'ятати, що йдеться про процентний вміст складових частин повітря на різних висотах. Однак цього не можна сказати про вагову концентрацію газів. У міру підйому вгору густина повітря падає і кількість молекул, що містяться в одиниці простору, теж знижується. Внаслідок цього падає вагова концентрація газу та його парціальний тиск.

Зупинимося на характеристиці окремих складових частин повітря.

Головною складовою атмосфери є азот.Азот є інертним газом. Він не підтримує дихання та горіння. В атмосфері азоту життя неможливе.

Азот грає важливу біологічну роль. Азот повітря засвоюється деякими видами бактерій та водоростями, які утворюють із нього органічні сполуки.

Під впливом атмосферної електрики утворюється невелика кількість іонів азоту, які вимиваються з атмосфери опадами та збагачують ґрунт солями азотистої та азотної кислоти. Солі азотистої кислоти під впливом ґрунтових бактерій перетворюються на нітрити. Нітрити та солі аміаку засвоюються рослинами та служать для синтезу білків.

Таким чином, здійснюється перетворення інертного азоту атмосфери на живу матерію органічного світу.

Зважаючи на брак азотистих добрив природного походження, людство навчилося отримувати їх штучним шляхом. Створено та розвивається азотно-тукова промисловість, яка переробляє атмосферний азот в аміак та азотисті добрива.

Біологічне значення азоту не обмежується його участю у кругообіг азотистих речовин. Він відіграє важливу роль як розріджувач кисню атмосфери, тому що в чистому кисні життя неможливе.

Збільшення вмісту азоту повітря викликає гіпоксію і асфіксію внаслідок зниження парціального тиску кисню.

При підвищенні парціального тиску азот виявляє наркотичні властивості. Однак, в умовах відкритої атмосфери наркотична дія азоту не проявляється, оскільки коливання концентрації незначні.

Найбільш важливим із компонентів атмосфери є газоподібний кисень (Про 2 ) .

Кисень у нашій Сонячній системі у вільному стані зустрічається лише на Землі.

Багато припущень висунуто щодо еволюції (розвитку) земного кисню. Найбільш визнане пояснення полягає в тому, що переважна частина кисню у сучасній атмосфері утворилася у процесі фотосинтезу у біосфері; і лише початкова, мала кількість кисню утворилося внаслідок фотосинтезу води.

Біологічна роль кисню надзвичайно велика. Без кисню неможливе життя. Земна атмосфера містить 1,1810 15 тонн кисню.

У природі безперервно йдуть процеси споживання кисню: дихання людини і тварин, горіння, окислення. У той же час безперервно йдуть процеси відновлення вмісту кисню в повітрі (фотосинтез). Рослини поглинають вуглекислий газ, розщеплюють його, засвоюють вуглець, а кисень виділяють у повітря. Рослини викидають у повітря 0,5  10 5 мільйонів тонн кисню. Цього достатньо щоб покрити природний спад кисню. Тому його вміст у повітрі постійно і становить 20, 95%.

Безперервна течія повітряних мас перемішують тропосферу, ось чому не спостерігається різниці у вмісті кисню в містах та сільській місцевості. Концентрація кисню коливається не більше кількох десятих відсотків. Це не має значення. Однак у глибоких ямах, колодязях, печерах вміст кисню може падати, тому спуск у них небезпечний.

При падінні парціального тиску кисню у людини та тварин спостерігаються явища кисневого голодування. Значні зміни парціального тиску кисню настають під час підйому вгору над рівнем моря. Явища кисневої недостатності можуть спостерігатися під час підйомів у гори (альпінізм, туризм), при авіаперельотах. Підйом на висоту 3000м може спричинити висотну або гірську хворобу.

При тривалому проживанні у високогірній місцевості у людей розвивається звикання до нестачі кисню та настає акліматизація.

Високий парціальний тиск кисню несприятливий для людини. При парціальному тиску понад 600 мм зменшується життєва ємність легень. Вдихання чистого кисню (парціальний тиск 760 мм) викликає набряк легень, пневмонію, судоми.

У природних умовах повітря не спостерігається підвищений вміст кисню.

Озонє складовою атмосфери. Маса його складає 3,5 мільярда тонн. Вміст озону в атмосфері змінюється по сезонах року: навесні він високий, восени низький. Зміст озону залежить від широти місцевості: що ближче до екватора, то він нижче. Концентрація озону має добовий перебіг: максимум він досягає до полудня.

Концентрація озону нерівномірно розподіляється висотою. Найбільш високий його зміст спостерігається на висоті 20-30 км.

Озон безперервно утворюється у стратосфері. Під впливом ультрафіолетової радіації сонця молекули кисню дисоціюють (розпадаються) з утворенням атомарного кисню. Атоми кисню рекомбінуються (з'єднуються) з молекулами кисню та утворюють озон (3). На висоті вище та нижче 20-30 км процеси фотосинтезу (освіти) озону сповільнюються.

Наявність шару озону у атмосфері має значення існування життя Землі.

Озон затримує короткохвильову частину діапазону сонячної радіації, не пропускає хвилі коротше 290 нм (нанометрів). За відсутності озону життя на землі було б неможливим, внаслідок згубної дії короткої ультрафіолетової радіації на все живе.

Озон поглинає також інфрачервону радіацію із довжиною хвилі 9,5 мкм (мікрон). Завдяки цьому озон затримує близько 20 відсотків теплового випромінювання землі, зменшуючи втрату її тепла. За відсутності озону абсолютна температура Землі була б нижчою на 7 0 .

У нижній шар атмосфери – тропосферу озон заноситься зі стратосфери внаслідок перемішування повітряних мас. При слабкому перемішуванні концентрація озону біля землі падає. Збільшення озону у повітрі спостерігається при грозі внаслідок розрядів атмосферної електрики та збільшення турбулентності (перемішування) атмосфери.

Разом з тим, значне підвищення концентрації озону в повітрі є результатом фотохімічного окислення органічних речовин, що надходять в атмосферу з вихлопними газами автомобілів та викидами промисловості. Озон належить до токсичних речовин. Озон має подразнюючу дію на слизові оболонки очей, носа, горла в концентрації 0,2-1 мг/м 3 .

Вуглекислий газ (СО 2 ) знаходиться в атмосфері концентрації 0,03%. Загальна кількість його дорівнює 2330 мільярдів тонн. Велика кількість вуглекислого газу міститься у розчиненому вигляді у воді морів та океанів. У зв'язаному вигляді він входить до складу доломітів та вапняків.

Атмосфера постійно поповнюється вуглекислим газом внаслідок процесів життєдіяльності живих організмів, процесів горіння, гниття, бродіння. Людина виділяє щодня 580 л вуглекислого газу. Велика кількість вуглекислого газу виділяється під час розкладання вапняків.

Незважаючи на наявність численних джерел освіти, суттєвого накопичення вуглекислого газу у повітрі не відбувається. Вуглекислий газ постійно асимілюється (засвоюється) рослинами у процесі фотосинтезу.

Крім рослин регулятором вмісту вуглекислого газу в атмосфері є моря та океани. При підвищенні парціального тиску вуглекислого газу в повітрі він розчиняється у воді, а при зниженні виділяється в атмосферу.

У приземній атмосфері спостерігаються невеликі коливання концентрації вуглекислого газу: над океаном вона є нижчою, ніж над сушею; у лісі вище, ніж у полі; у містах вище, ніж за містом.

Вуглекислий газ відіграє велику роль у життєдіяльності тварин та людини. Він є спонукачем дихального центру.

В атмосферному повітрі є кілька інертних газів: аргону, неону, гелію, криптону та ксенону. Ці гази відносяться до нульової групи таблиці Менделєєва, які не вступають у реакції з іншими елементами, є інертними у хімічному сенсі.

Інертні гази є наркотичними. Їхні наркотичні властивості виявляються при високому барометричному тиску. У відкритій атмосфері наркотичні властивості інертних газів що неспроможні проявитися.

Крім складових частин атмосфери, у ній містяться різні домішки природного походження та забруднення, що вносяться в результаті діяльності людини.

Домішки, які є у повітрі крім його природного хімічного складу, називаються атмосферними забрудненнями.

Атмосферні забруднення поділяються на природні та штучні.

До природних забруднень відносять домішки, що надходять у повітря внаслідок стихійних природних процесів (рослинний, ґрунтовий пил, виверження вулканів, космічний пил).

Штучні атмосферні забруднення утворюються внаслідок виробничої діяльності.

Штучні джерела атмосферних забруднень ділять на 4 групи:

    транспорт;

    промисловість;

    теплоенергетика;

    спалювання сміття.

Зупинимося з їхньої короткої характеристиці.

Сучасна ситуація характеризується тим, що обсяг викидів автомобільного транспорту перевищує обсяг викидів промислових підприємств.

Один автомобіль викидає у повітряний басейн понад 200 хімічних сполук. Кожен автомобіль споживає в рік у середньому 2 тонни палива і 30 тонн повітря, а викидає в атмосферу 700 кг оксиду вуглецю (СО), 230 кг вуглеводнів, що не згоріли, 40 кг оксидів азоту (NО 2) і 2-5 кг твердих речовин.

Сучасне місто насичене й іншими видами транспорту: залізничним, водним та повітряним. Загальна кількість викидів у довкілля від усіх видів транспорту має тенденцію до безперервного зростання.

Промислові підприємства за ступенем шкоди навколишньому середовищу займають друге місце після транспорту.

Найбільш інтенсивно забруднюють атмосферне повітря підприємства чорної та кольорової металургії, нафтохімічної та коксохімічної промисловості, а також підприємства з виробництва будівельних матеріалів. Вони викидають у повітря десятки тонн сажі, пилу, металів та його сполук (міді, цинку, свинцю, нікелю, олова та інших.).

Вступаючи в атмосферу, метали забруднюють ґрунт, накопичуються в ньому, проникають у воду водойм.

У районах розташування промислових підприємств, населення наражається на ризик несприятливого впливу атмосферних забруднень.

Крім твердих частинок промисловість викидає у повітря різні гази: сірчаний ангідрид, окис вуглецю, оксиди азоту, сірководень, вуглеводні, радіоактивні гази.

Забруднюючі речовини можуть тривалий час перебувати у навколишньому середовищі та шкідливо впливати на організм людини.

Наприклад, вуглеводні зберігаються в довкіллі до 16 років, беруть активну участь у фотохімічних процесах в атмосферному повітрі з утворенням токсичних туманів.

Масивне забруднення атмосфери спостерігається при спалюванні твердого та рідкого палива на теплоелектростанціях. Вони є основними джерелами забруднення атмосфери окислами сірки та азоту, окисом вуглецю, сажею та пилом. Для цих джерел характерна потужність забруднення атмосферного повітря.

Наразі відомо багато фактів несприятливого впливу атмосферних забруднень на здоров'я людей.

Атмосферні забруднення надають на організм людини як гостре, і хронічний вплив.

Прикладами гострого впливу атмосферних забруднень на здоров'я є токсичні тумани. Концентрації токсичних речовин у повітрі зростали за несприятливих метеорологічних умов.

Перший токсичний туман зареєстровано у Бельгії 1930 року. Постраждало кілька сотень людей, 60 людей померли. Надалі подібні випадки повторювалися: 1948 року в американському місті Донора. Постраждало 6000 людей. 1952 року від «великого лондонського туману» померло 4000 людей. У 1962 році з цієї причини загинуло 750 жителів Лондона. 1970 року від смогу над японською столицею (Токіо) постраждало 10 тисяч людей, 1971 року – 28 тисяч.

Крім перелічених катастроф, аналіз матеріалів досліджень вітчизняних та зарубіжних авторів звертає увагу на підвищення загальної захворюваності населення через забруднення атмосфери.

Виконані в даному плані дослідження дозволяють зробити висновок, що внаслідок впливу атмосферних забруднень у промислових центрах спостерігається підвищення:

    загального рівня смертності від серцево-судинних захворювань та хвороб органів дихання;

    гострої неспецифічної захворюваності верхніх дихальних шляхів;

    хронічні бронхіти;

    бронхіальної астми;

    емфіземи легень;

    раку легень;

    зниження тривалості життя та творчої активності.

Крім того, в даний час математичний аналіз виявив статистично значущу кореляційну залежність між рівнем захворюваності населення на хвороби крові, органів травлення, хворобами шкіри та рівнями забруднення атмосферного повітря.

Органи дихання, травна система та шкіра є «вхідними воротами» для токсичних речовин і служать мішенями їхньої прямої та опосередкованої дії.

Вплив атмосферних забруднень на умови життя розцінюється як непрямий (непрямий) вплив атмосферних забруднень на здоров'я населення.

Воно включає:

    зниження загальної освітленості;

    зниження ультрафіолетової радіації сонця;

    зміна кліматичних умов;

    погіршення житлово-побутових умов;

    негативний вплив на зелені насадження;

    негативний вплив на тварин.

Речовини, що забруднюють атмосферу, завдають великої шкоди будинкам, спорудам, будівельним матеріалам.

Загальні економічні збитки США від забруднювачів атмосфери, включаючи їхній вплив на здоров'я людини, будівельні матеріали, метали, тканини, шкіру, папір, фарби, гуму та інші матеріали щорічно становлять 15-20 мільярдів доларів.

Все сказане вище свідчить про те, що охорона атмосферного повітря від забруднення є проблемою надзвичайної важливості та об'єктом пильної уваги фахівців у всіх країнах світу.

Усі заходи щодо охорони атмосферного повітря повинні здійснюватися комплексно за кількома напрямками:

    Законодавчі заходи. Це прийняті урядом держави закони, створені задля охорону повітряного середовища;

    Раціональне розміщення промислових та житлових зон;

    Технологічні заходи, створені задля зниження викидів в атмосферу;

    санітарно-технічні заходи;

    Розробка гігієнічних нормативів для повітря;

    Контроль за чистотою атмосферного повітря;

    Контроль за роботою промислових підприємств;

    Благоустрій населених місць, озеленення, обводнення, створення захисних розривів між промисловими підприємствами та житловими комплексами.

Крім перелічених заходів внутрішньодержавного плану, наразі розробляються та широко впроваджуються міждержавні Програми з охорони атмосферного повітря.

Проблема охорони повітряного басейну вирішується у низці міжнародних організацій – ВООЗ, ООН, ЮНЕСКО та інших.



Схожі статті

2024 parki48.ru. Будуємо каркасний будинок. Ландшафтний дизайн. Будівництво. Фундамент.