Состав воздуха которым мы дышим: Химический состав воздуха и его влияние на организм

Содержание

Химический состав воздуха и его влияние на организм

Химический состав воздуха

Замечание 1

Воздух — жизненно важный фактор для среды обитания человека. Химические свойства воздуха обусловлены нормальным газовым составом воздуха и вредными газообразными примесями.

Химический состав воздуха представляет собой соединение газов, различных по удельному содержанию:

  • 78,09% — азот,
  • 20,95% — кислород,
  • 0,93% — аргон,
  • 0,03% — двуокись углерода,
  • 0,0018% — неон,
  • 0,00052% — гелий,
  • 0,00022% — метан,
  • 0,0001% — криптон,
  • 0,0001% — закись азота,
  • 0,00005% — водород,
  • 0,000008% — ксенон,
  • 0,000001% — озон.

С возрастанием высоты воздух разряжается, содержание элементов в единице объема уменьшается, однако химический состав с высотой практически не меняется. Это происходит потому, что воздух является физической смесью, а не химическим соединением. В состоянии покоя легкие взрослого человека за сутки пропускают до 14 куб. м воздуха, следовательно, для организма очень важно, каким по химическому составу воздухом он дышит.

Азот воздуха

Основной объем атмосферы составляет азот. Он относится к индифферентным газам и служит разбавителем кислорода, не поддерживает процессы горения и дыхания.

В окружающей среде происходит непрерывный круговорот азота: под слиянием электрических разрядов он трансформируется в окислы азота, поступающие в виде осадков в почву, где преобразовываются в органические соединения, после разложения органических соединений азот восстанавливается и опять поступает в атмосферу. При повышенном атмосферном давлении азот оказывает наркотическое действие.

Кислород воздуха

Замечание 2

Кислород — самая важная составляющая часть воздуха. Он используется при дыхании людей и животных, участвует в процессах окисления и горения топлива. При значительном расходе, его концентрация в воздухе практически не меняется, поскольку параллельно потреблению, идет процесс поглощения диоксида углерода и выделения кислорода, другой источник образования кислорода — распад молекул воды и образование молекул кислорода под действием солнечных лучей.\circ \ C$ и большой влажности снижается парциальное давление кислорода, что оказывает негативное влияние на больных с гипоксией.

Увеличение содержания кислорода при нормальном давлении организм переносит легко, при повышении давления до $4 \ атм$. наблюдаются местные разрушения тканей легких и расстройство функций центральной нервной системы.

Углекислый газ воздуха

Содержание углекислого газа в воздушной среде влияет на тепловой баланс Земли. Увеличение содержания углекислого газа:

  • до 3% провоцирует нарушение дыхания, головную боль, одышку, снижение работоспособности;
  • до 4-5% приводит к покраснению лица, головной боли, шуму в ушах, повышенному кровяному давлению, сердцебиению, возбужденному состоянию;
  • до 8-10% — наступает потеря сознания и смерть.

В помещениях концентрация диоксида углерода редко превышает 1%.

Человек испытывает дискомфорт при увеличении содержания диоксида углерода до 0,1%, и изменении физических свойств при скоплении людей в помещениях. При этом:

  • повышается температура,
  • повышается влажность,
  • меняется ионный состав воздуха.

Диоксид углерода — косвенный показатель чистоты воздуха. Концентрация диоксида углерода в объеме 0,1% общепринята в гигиенической практике как максимально допустимая величина, отражающая физические свойства воздуха в помещениях и его химический состав. Содержание диоксида углерода в воздухе лечебных заведений не должно превышать 0,7%.

Замечание 3

Другие составляющие воздуха (инертные газы) в нормальных условиях физиологически индифферентны.

 Атмосфера Земли состоит на 99,9% из воздуха, водяного пара, природных (действие вулканов) и промышленных газов, твердых частиц. В результате природных факторов Земли и процессов жизнедеятельности человека, состав атмосферы в том или ином регионе планеты может подвергаться незначительным изменениям. Одной из главных составных частей атмосферы является воздух. Воздух представляет собой смесь газов, основными компонентами которого являются: Азот (N2) – 78%; Кислород (О2) – 21%; Углекислый газ (СО2) – 0,03%; Инертные газы и другие вещества – до 1%. В воздухе также присутствуют в незначительном количестве водород, оксид азота, озон, сероводород, водяной пар, инертные газы: аргон, неон, гелий, аргон, криптон, ксенон, радон, а также пыль и микроорганизмы.

Общая информация о физиологии дыхания человека

Поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа обеспечивает дыхательная система человека.

Транспорт газов и других необходимых организму веществ обеспечивается с помощью кровеносной системы.

Обмен О2 и CO2 между организмом и окружающей средой осуществляется благодаря ряду последовательных процессов:

  1. Легочная вентиляция – обмен газами между окружающей средой и легкими.

  2. Легочное дыхание – обмен газами между альвеолами легких и кровью.

  3. Внутреннее (тканевое) дыхание – обмен газами между кровью и тканями тела.

Дыхательная система – совокупность органов и тканей, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание. Дыхательная система состоит из воздухоносных путей и собственно легких.

Воздухоносные пути включают в себя:


Воздух вдыхает человек, он попадает в нос и носовую полость. В носовой полости находятся обонятельные рецепторы, с помощью которых мы различаем запахи. Также в носовой полости есть волосы, предназначенное для задержки частиц пыли, поступающего вместе с воздухом из атмосферы.

Воздух, проходя через нос и носовую полость попадает в носоглотку. Носоглотка покрыта слизистой оболочкой, обогащенной кровеносными сосудами, благодаря чему осуществляется нагрев и увлажнение воздуха.

Трахея начинается у нижнего конца гортани и спускается в грудную полость где делится на левую и правую бронхи. Входя в легкие бронхи постепенно делятся на все более мелкие трубки – бронхиолы, маленькие из которых и является последним элементом воздухоносных путей.

Наименьший структурный элемент легкого – долька, которая состоит из конечной бронхиолы и альвеолярного мешочка. Стенки легочной бронхиолы и альвеолярного мешочка образуют альвеолы.

Легкие (легочные дольки) состоят: конечные бронхиолы; альвеолярные мешочки; легочные артерии; капилляры; вены легочного круга кровообращения.


Воздух, проходя через бронхи и бронхиолы, заполняет большое количество альвеол – легочных пузырьков, в которых осуществляется газообмен между кровью и альвеолярным воздухом. Стенки альвеол состоят из тонкой пленки, которая вмещает большое количество эластичных волокон.

С помощью которых альвеолярные стенки могут расширяться, тем самым увеличивать объем альвеол. Диаметр каждой альвеолы составляет около 0,2 мм. А площадь ее поверхности около 0,125 мм. В легких взрослого человека около 700 млн. альвеол. То есть, общая площадь их поверхности составляет около 90 м

2.

Таким образом, дыхательная поверхность в 60-70 раз превышает поверхность кожного покрова человека. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются, и дыхательная поверхность достигает 250 м2, превышая поверхность тела более чем в 125 раз.

Процесс газообмена при дыхании

Сущность процесса газообмена заключается в переходе кислорода из альвеолярного воздуха в венозную кровь, которая циркулирует по легочных капиллярах (поглощение кислорода), и в переходе углекислого газа из венозной крови в альвеолярный воздух (выделение углекислого газа).

Этот обмен проходит через тонкие стенки легочных капилляров по законам диффузии, вследствие разности парциальных давлений газов в альвеолах и крови.

Обогащенная кислородом кровь из легких разносится по всей кровеносной системе, отдавая для обогащения тканям кислород и забирая от них углекислый газ. Кислород, поступающий в кровь, доставляется во все клетки организма. В клетках происходят важные для жизни окислительные процессы. Отдавая кислород клеткам, кровь захватывает углекислоту и доставляет их в альвеолы. Этот процесс и является внутренним, или тканевым дыханием.

Основные параметры процесса дыхания

Основным параметрами, характеризующими процесс дыхания человека, являются:

  1. жизненная емкость легких;

  2. мертвое пространство органов дыхания;

  3. частота дыхания;

  4. легочная вентиляция;

  5. доза потребления кислорода.

Жизненная емкость легких – это максимальное количество воздуха (л), которую может вдохнуть человек после максимально глубокого выдоха. Этот показатель измеряется прибором, который называется спирометр. Нормальная жизненная емкость легких взрослого человека – примерно 3,5 л.

У тренированного человека, занимающегося спортом, жизненная емкость легких составляет 4,7-5 л.

Общий объем легких человека состоит из жизненной емкости и остаточного объема. Остаточный объем, это количество воздуха, который всегда остается в легких человека после максимального выдоха. Этот объем составляет 1,5 л и его человек никогда не может удалить из органов дыхания.


Как видно из диаграммы, после спокойного вдоха в легких человека находится 3,5 л воздуха, а после спокойного выдоха остается только 3 л воздуха. Таким образом, при дыхании в спокойном состоянии человек использует при каждом вдохе только 0,5 л воздуха, называется дыхательным.

После спокойного вдоха, при желании, человек может продлить вдох и дополнительно вдохнуть еще 1,5 л воздуха. Этот воздух называется дополнительным. После спокойного выдоха человек также может дополнительно выдохнуть из легких еще 1,5 л воздуха. Этот воздух называется запасным или резервным.

Таким образом, жизненная емкость легких состоит из суммы дыхательного, дополнительного и запасного объемов воздуха.

При конструировании изолирующих аппаратов с замкнутым циклом дыхания, в которых используются емкости для приготовления и хранения дыхательной смеси (дыхательные мешки), необходимо учитывать, что их объем должен быть не менее максимальную жизненную емкость легких человека. Поэтому в современных изолирующих аппаратах используются дыхательные мешки, которые имеют объем 4,5-5 л, из расчета, что в них могут работать хорошо физически развитые люди.

Во время выдоха не весь выдыхаемый воздух выходит из организма человека в окружающею среду. Часть воздуха остается в носовой полости, гортани, трахее и бронхах. Эта часть воздуха не участвует в процессе газообмена, и пространство, которое она занимает, называется мертвым пространством.

Воздух, находящийся в мертвом пространстве, содержит малую концентрацию кислорода и насыщенный углекислым газом. При вдохе, воздух мертвого пространства, вместе с воздухом вдыхаемого, попадает в легкие человека, вредно влияет на процесс дыхания. Поэтому мертвое пространство еще иногда называют вредным пространством. Объем мертвого пространства у взрослого человека составляет примерно 140 мл.

Каждый изолирующий аппарат также имеет своё мертвое пространство, которое в общем прилагается к мертвому пространству органов дыхания человека. Мертвое пространство изолирующих аппаратов содержат маска и дыхательные шланги. Пространство между маской и лицом спасателя (органов дыхания) называется подмасочным пространством, оно также является мертвым пространством.

Легочная вентиляция (л/мин.) – Количество воздуха, вдыхаемого человеком за одну минуту.

Частота дыхания – это количество циклов (вдох-выдох), происходящих за одну минуту. Частота дыхания является не постоянной величиной и зависит от многих факторов.

Частота дыхания в зависимости от возраста человека

В зависимости от возраста человека, частота дыхания меняется и составляет:

у только что родившихся – 60 вдохов / мин.

у годовалых младенцев – 50 вдохов / мин.

у пятилетних детей – 25 вдохов / мин.

у 15–летних подростков – 12-18 вдохов / мин.

С возрастом человека, частота дыхания значительно не изменяется. Однако следует отметить, что у физически хорошо развитого человека частота дыхания уменьшается до 6-8 вдохов / мин.

При выполнении работы с физической нагрузкой, ускоряются физико-химические процессы в организме человека и возрастает потребность в большем количестве кислорода. Согласно этому, увеличивается частота дыхания, при значительной нагрузке может достигать 40 вдохов в минуту.

Однако следует помнить, что полностью используется жизненный объем легких только при частоте дыхания 15-20 вдохов / мин. При увеличении частоты дыхания возможность использования полной емкости легких уменьшается. Дыхание становится поверхностным.

При частоте дыхания 30 вдохов / мин., Емкость легких используется только на 2/3, а при 60 вдохов / мин. всего лишь на 1/4. Количество кислорода, поглощаемого человеком из воздуха при дыхании в единицу времени, называется дозой потребления кислорода. Доза потребления кислорода человеком, величина не постоянная и зависит от частоты дыхания и легочной вентиляции.

При увеличении физической нагрузки на организм человека, увеличивается частота дыхания и легочная вентиляция. Соответственно, растет доза потребления кислорода и увеличивается концентрация углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Интересным свойством организма является то, что при вдыхании воздуха через нос в организм попадает на 25% больше кислорода, чем при вдыхании через рот.

Материал с сайта fireman.club

физиология дыхание

Азот: что это такое и где он используется?

Во-первых, это инертный газ. Он не имеет запаха, цвета и не поддерживает жизнь, однако он важен для роста растений и является ключевой добавкой в удобрениях. Его применение распространяется далеко за пределы садоводства. Азот обычно имеет жидкую или газообразную форму (однако также можно получить твердый азот). Жидкий азот используется в качестве хладагента, который способен быстро замораживать продукты и объекты медицинских исследований, а также для репродуктивных технологий. Для пояснения мы остановимся на газообразном азоте.Азот широко используется, главным образом, по причине того, что он не вступает в реакцию с другими газами, в отличие от кислорода, который является крайне реактивным. Из-за своего химического состава атомам азота требуется больше энергии для разрушения и взаимодействия с другими веществами. С другой стороны, молекулы кислорода легче разрываются, поэтому газ становится гораздо более реактивным. Газообразный азот обладает противоположными свойствами, обеспечивая, при необходимости, инертную среду.Отсутствие реакционной способности у азота является его самым важным качеством. В результате газ используется для предотвращения медленного и быстрого окисления. Электронная промышленность представляет собой прекрасный пример такого использования, поскольку при производстве печатных плат и других небольших компонентов может возникать медленное окисление в виде коррозии. Кроме того, медленное окисление характерно для производства продуктов питания и напитков, в этом случае азот используется для замещения или замены воздуха, чтобы лучше сохранить конечный продукт. Взрывы и пожары являются хорошим примером быстрого окисления, поскольку для их распространения требуется кислород. Удаление кислорода из резервуара с помощью азота уменьшает вероятность возникновения этих аварий.Если в системе необходимо использовать азот, то рекомендуется рассмотреть три основных способа получения газа. Первым является аренда резервуара с азотом на месте и подача газа, вторым — использование газообразного азота, поставляемого в баллонах под высоким давлением. Третьим способом является производство собственного азота с использованием сжатого воздуха. Покупка или аренда азота может оказаться очень неудобной, неэффективной и дорогостоящей, поскольку приходится иметь дело со сторонним поставщиком. По этим причинам многие компании отказались от аренды и приняли решение производить свой собственный азот с возможностью контроля количества, чистоты и давления для требуемого применения. Дополнительные преимущества включают стабильную стоимость, отсутствие транспортных расходов или задержек, устранение опасностей, связанных с криогенным хранением, и исключение отходов, вызванных потерями от испарения или возврата баллонов под высоким давлением, которые никогда не опустошаются полностью.Существует два типа генераторов азота: мембранные генераторы азота, а также генераторы азота PSA (адсорбция при переменном давлении), которые обеспечивают очень высокую чистоту 99,999% или 10 PPM (частей на миллион) и даже выше. Узнайте больше о последнем варианте здесь.

ФАКТЫ LRT. Маски призывают выбросить, поскольку, находясь в них, вдыхаем углекислый газ. А как в действительности?

С увеличением в стране случаев коронавируса, уже сегодня ожидается решение, вернуть ли обязательное ношение масок в общественных пространствах. Однако в социальных сетях растет количество блогов от недовольных людей – якобы маски не только не удобны, но и вредят здоровью, поскольку мы вдыхаем воздух, который уже выдохнули, то есть дышим углекислым газом.

ФАКТЫ LRT интересуются у специалистов, почему маски вызывают дискомфорт и правда ли, что при их ношении мозг испытывает недостаток кислорода.

Провели эксперимент над малолетним сыном

В видеоролике на английском языке мужчина проводит эксперимент – измеряет уровень углекислого газа, приложив трубочку ко рту ребенка, прикрытому маской. По словам мужчины, результат шокирует: количество CO2 настолько велико, что аппарат его уже даже не фиксирует; перейдена черта, когда переизбыток этого газа в воздухе должен вызывать проблемы со здоровьем – такие, как тошнота, головокружение или, еще хуже, удушье. В ролике утверждается, что детям ношение масок противопоказано.

Видео с экспериментом, проведенным в Техасе (США), разошлось по всему миру, а в Литве им делятся в группе Фейсбука «Skiepų žala» («Вред от прививок»). Ее члены ругают власти, заставляющие из-за пандемии носить маски, и призывают остальных пользователей интернета не следовать этому правилу.

Врачи: это манипуляция с целью шокировать

Врачи, с которыми беседовали ФАКТЫ LRT, согласны с тем, что ношение масок может вызывать неудобства, однако в один голос уверяют, что ни нехватки кислорода, ни нарушений работы сердца люди испытывать не должны, а распространяемый в интернете эксперимент, по их мнению, является некорректным, так как измеряется не то, что заявлено.

Врач-пульмонолог Вайва Кумпаускайте обращает внимание на то, что прибор, запечатленный в ролике, используется для измерения состава воздуха в помещении и совсем не подходит для определения состояния здоровья людей.

«Эти эксперименты, где измеряется либо концентрация кислорода, либо концентрация двуокиси углерода, не годятся. Приборы, которые там применяются, предназначены для того, чтобы определять концентрацию газа в помещениях, а не в выдыхаемом воздухе. Поэтому данные результаты оценивать нельзя, они не показывают правильных цифр», — говорит врач-пульмонолог.

Тем временем врач-гематолог вильнюсской Сантаришкской клиники Валдас Пячялюнас говорит, что исследования физиологических параметров не доказывают того, что ношение масок может вызывать какие-либо негативные последствия.

По его утверждению, единственная вещь, которая меняется при ношении маски, – это количество так называемого «мертвого воздуха». Он образуется, поскольку мы выдыхаем не весь воздух, который в себя вдохнули, – часть его остается в дыхательных путях. Так что, пребывая в маске, мы попросту выдыхаем меньше воздуха. Но, по словам В. Пячялюнаса, это не оказывает большого влияния на функционирование организма.

«Если мы хотим замерить, как маска воздействует на организм, надо измерять концентрацию газа в крови. Такие научные исследования проведены, и никакого влияния на газовый состав крови ношение маски не оказывает: мы просто делаем в минуту на один вдох больше», — говорит врач.

Кстати, некоторые зарубежные медики провели эксперимент – измерили количество кислорода в крови с помощью пульсоксиметра, стремясь доказать, что ношение масок никак не ухудшает состояние организма.

Когда маски вызывают дискомфорт?

По утверждению обоих проинтервьюированных медиков, маски все же могут вызывать физический дискомфорт – в этом и заключается основная причина того, почему в масках мы хуже себя чувствуем.

«Несомненно, у части людей может быть аллергия на составные материалы маски, но это очень редкое явление», — говорит В. Пячялюнас.

В. Кумпаускайте утверждает, что неприятные ощущения вызывают сырость и тепло.

«Люди жалуются, но это и естественно, потому что мы не привыкли дышать, когда у нас закрыты нос и рот. Когда мы так дышим, под маской воздух становится сырым и теплым, и это также вызывает неприятное ощущение. Также в жару кожа потеет, кожа может раздражаться.

Эти жалобы, конечно, естественны, однако масок абсолютно не стоит бояться, потому что, когда дышите через маску, воздуха точно достаточно», — убеждает врач-пульмонолог. Если трудно находиться в медицинской маске, она советует носить хлопчатобумажную.

Физик Йонас Климантавичюс, который вместе с коллегами из команды «Uvireso» создает литовскую маску, уничтожающие вирусы, также раскритиковал эксперимент, запись которого гуляет по интернету. Он обращает внимание на то, что у разных масок различная проницаемость.

«У масок, предназначенных для защиты от пыли, фильтровальные отверстия сделаны с расчетом на очень мелкие частицы. Медицинские маски предназначены для того, чтобы не пропускать частицы гораздо большего размера. <…> Соответственно, сквозь них проходит и больше воздуха, и нам легче дышать», — о том, что часть людей выбирает неподходящие маски, рассказывает Й. Климантавичюс.

ВЕРДИКТ

Псевдонаука

Как говорят врачи, маски могут вызывать дискомфорт, однако не стоит его путать с ущербом, наносимым здоровью, физиологическими отклонениями или нехваткой кислорода в крови. Собеседники-специалисты также жестко раскритиковали эксперимент, когда внутри маски специальным прибором измерялась концентрация углекислого газа. По их словам, прибор предназначен для того, чтобы определять состояние воздуха в помещении. В то же время физиологические исследования человека, проведенные к сегодняшнему дню, не дают оснований говорить о том, будто ношение масок влияет на состояние здоровья.

Количественный состав воздуха. Знаете ли вы, что воздух

Воздушная среда, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов. Сухой атмосферный воздух содержит: кислорода 20,95%, азота 78,09%, диоксида углерода 0,03%. Кроме того, в атмосферном воздухе содержатся аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон и другие газы. В небольшом количестве в атмосферном воздухе присутствует озон, оксид азота, йод, метан, водяные пары.

Кроме постоянных составных частей атмосферы, в ней содержатся разнообразные загрязнения, вносимые в атмосферу производственной деятельностью человека.

1. Важной составной частью атмосферного воздуха является кислород , количество которого в земной атмосфере составляет 1,18 · 10 15 т. Постоянное содержание кислорода поддерживается за счет непрерывных процессов обмена его в природе. С одной стороны, кислород потребляется при дыхании человека и животных, расходуется на поддержание процессов горения и окисления, с другой – поступает в атмосферу за счет процессов фотосинтеза растений. Наземные растения и фитопланктон океанов полностью восстанавливают естественную убыль кислорода. При падении парциального давления кислорода могут развиваться явления кислородного голодания, что наблюдается при подъеме на высоту. Критическим уровнем является парциальное давление кислорода ниже 110 мм рт. ст. Снижение парциального давления кислорода до 50-60 мм рт. ст. обычно несовместимо с жизнью. Под влиянием коротковолнового УФ-излучения с длиной волны менее 200 нм молекулы кислорода диссоциируют с образованием атомного кислорода. Вновь образованные атомы кислорода присоединяются к нейтральной формуле кислорода, образуя озон . Одновременно с образованием озона происходит его распад. Общебиологическое значение озона велико: он поглощает коротковолновое УФ-излучение, оказывающее губительное действие на биологические объекты. Одновременно озон поглощает ИК-излучение, исходящее от Земли, и тем самым, предотвращает чрезмерное охлаждение ее поверхности. Концентрации озона неравномерно распределяются по высоте. Наибольшее его количество отмечается на уровне 20-30 км от поверхности Земли.

2. Азот по количественному содержанию является наиболее существенной составной частью атмосферного воздуха, он принадлежит к инертным газам. В атмосфере азота невозможна жизнь. Азот воздуха усваивается некоторыми видами бактерий почвы (азотфиксирующими бактериями), а также сине-зелеными водорослями; под влиянием электрических разрядов превращается в оксиды азота, которые, выпадая с атмосферными осадками, обогащают почву солями азотистой и азотной кислот. Под влиянием почвенных бактерий соли азотистой кислоты превращаются в соли азотной кислоты, которые в свою очередь усваиваются растениями и служат для синтеза белка. Наряду с усвоением азота в природе происходит его выделение в атмосферу. Свободный азот образуется при процессах горения древесины, угля, нефти; небольшое количество его образуется при разложении органических соединений. Таким образом, в природе происходит непрерывный круговорот, в результате которого азот атмосферы превращается в органические соединения, восстанавливается и поступает в атмосферу, затем вновь связывается биологическими объектами.

Азот необходим как разбавитель кислорода, поскольку дыхание чистым кислородом приводит к необратимым изменениям в организме.

Однако повышенное содержание азота во вдыхаемом воздухе способствует наступлению гипоксии вследствие снижения парциального давления кислорода. При увеличении содержания азота в воздухе до 93% наступает смерть.

Кроме азота, к инертным газам воздуха относятся аргон, неон, гелий, криптон и ксенон. В химическом отношении эти газы инертны, в жидкостях организма растворяются в зависимости от парциального давления, абсолютное количество этих газов в крови и тканях организма ничтожно.

3. Важным составным элементом атмосферного воздуха является диоксид углерода (углекислый газ, углекислота,). В природе диоксид углерода находится в свободном и связанном состояниях в количестве 146 млрд т, из них в атмосферном воздухе содержится лишь 1,8% от его общего количества. Основная масса его (до 70%) находится в растворённом состоянии в воде морей и океанов. В состав некоторых минеральных соединений, известняков и доломитов входит около 22% общего количества диоксида и углерода. Остальное количество приходится на животный и растительный мир, каменный уголь, нефть и гумус.

В природных условиях происходят непрерывные процессы выделения и поглощения диоксида углерода. В атмосферу он выделяется за счёт дыхания человека и животных, процессов горения, гниения и брожения, при промышленном обжиге известняков и доломитов и т.д. Одновременно в природе идут процессы ассимиляции диоксида углерода, который поглощается растениями в процессе фотосинтеза.

Диоксид углерода играет большую роль в жизнедеятельности животных и человека, являясь физиологическим возбудителем дыхательного центра.

При вдыхании больших концентраций диоксида углерода происходит нарушение окислительно-восстановительных процессов в организме. При увеличении содержания его во вдыхаемом воздухе до 4% отмечаются головные боли, шум в ушах, сердцебиение, возбуждённое состояние; при 8% наступает смерть.

В гигиеническом отношении содержание диоксида углерода является важным показателем, по которому судят о степени чистоты воздуха в жилых и общественных зданиях. Скопление больших его количеств в воздухе закрытых помещений указывает на санитарное неблагополучие (скученность, плохая вентиляция).

В обычных условиях при естественной вентиляции помещения и инфильтрации наружного воздуха через поры строительных материалов содержание диоксида углерода в воздухе жилых помещений не превышает 0,2%. При повышении концентрации его в помещении могут отмечаться ухудшение самочувствия человека, снижение работоспособности. Это объясняется тем, что одновременно с увеличением количества диоксида углерода в воздухе жилых и общественных зданий ухудшаются другие свойства воздуха: повышаются его температура и влажность, появляются газообразные продукты жизнедеятельности человека, так называемые антропотоксины (меркаптан, индол, сероводород, аммиак).

С увеличением содержания СО 2 в воздухе и ухудшением метеорологических условий в жилых и общественных зданиях происходит изменение ионизационного режима воздуха (увеличение числа тяжёлых и уменьшение количества лёгких ионов), что объясняется поглощением лёгких ионов в процессе дыхания и контакта с кожей, а также поступлением тяжёлых ионов с выдыхаемым воздухом.

Предельно допустимой концентрацией диоксида углерода в воздухе лечебных учреждений следует считать 0,07%, в воздухе жилых и общественных зданий – 0,1%. Последняя величина принята в качестве расчётной при определении эффективности вентиляции в жилых и общественных зданиях.

4. Кроме основных составных частей, в атмосферном воздухе содержатся газы, выделяющиеся в результате естественных процессов, происходящих на поверхности Земли и в атмосфере.

Водород содержится в воздухе в количестве 0,00005%. Он образуется в высоких слоях атмосферы за счёт фотохимического разложения молекул воды на кислород и водород. Водород не поддерживает дыхание, в свободном состоянии он не усваивается и не выделяется биологическими объектами. Кроме водорода, в атмосферном воздухе содержится незначительное количество метана; обычно концентрация метана в воздухе не превышает 0, 00022%. Метан выделяется при анаэробном гниении органических соединений. Как составная часть входит в состав природного газа и газа нефтяных скважин. При вдыхании воздуха, содержащего метан в больших концентрациях возможно наступление смерти от асфиксии.

Как продукт разложения органических веществ в атмосферном воздухе присутствуют небольшие количества аммиака. Его концентрации зависят от степени загрязнения данной территории нечистотами и органическими выбросами. Зимой вследствие замедления процессов гниения концентрация аммиака несколько ниже, чем летом. При анаэробных процессах разложения серосодержащих органических веществ возможно образование сероводорода, который уже в малых концентрациях придаёт воздуху неприятный запах. В атмосферном воздухе могут находиться в небольших концентрациях йод и перекись водорода. Йод попадает в атмосферный воздух за счёт присутствия мельчайших капелек морской воды и морских водорослей. За счёт взаимодействия УФ-лучей с молекулами воздуха образуется перекись водорода; вместе с озоном она способствует окислению органических веществ в атмосфере.

В атмосферном воздухе находятся взвешенные вещества, которые представлены пылью естественного и искусственного происхождения. В состав природной пыли входит космическая, вулканическая, наземная, морская пыль и пыль, образующаяся при лесных пожарах.

Большую роль в освобождении атмосферы от взвешенных веществ играют естественные процессы самоочищения, среди которых существенное значение имеет разбавление загрязнений конвекционными потоками воздуха у поверхности Земли. Существенным элементом самоочищения атмосферы является выпадение из воздуха крупных частиц пыли и сажи (седиментация). С подъёмом на высоту количество пыли уменьшается; на высоте 7 – 8 км от поверхности Земли пыль земного происхождения отсутствует. Значительную роль в процессах самоочищения играют атмосферные осадки, увеличивающие количество осевшей сажи и пыли. На содержание пыли в атмосферном воздухе влияют метеорологические условия и дисперсность аэрозоля. Крупнодисперсная пыль с диаметром частиц более 10 мкм быстро выпадает, мелкодисперсная пыль с диаметром частиц менее 0,1 мкм практически не выпадает и находится во взвешенном состоянии.

    Наверное не совсем корректно говорить о воздухе как о химическом соединении. Скорее это смесь газов в которой присутствуют пары воды. Основной состав воздуха это азот-кислород в объемном соотношении 78-21%. Остальное принадлежит водороду, углекислому газу, аргону, гелию и пр. Состав воздуха может меняться в зависимости от географии места (город, лес, горы, море) в пределах 2% для каждого газа.

    Много людей иногда задается вопросом с чего состоит воздух и какая у него формула. Воздух — это смесь газов, которая окутывает нашу Землю в атмосфере. Так вот основным составляющим является азот и кислород, остальные это газы которые просто немного добавляют воздух

    Воздух это смесь газов. Состав воздуха не является постоянной величиной и меняется в зависимости от местности, региона и даже количества людей находящихся рядом с вами. В основном воздух состоит из Азота примерно на 78% и кислорода на 21%, остальное это примеси различных соединений.

    Владимир! Как таковой химической формулы воздуха не существует..

    воздух-ЭТО СМЕСЬ различных газов- кислорода,окиси углерода,азота и других газов..

    точную пропорцию этих газов в атмосфере назвать трудно…

    Воздух по существу представляет собой смесь азота (около 80%) и кислорода (около 20%), другие газы составляют около 1% или меньше. Как таковой химической формулы воздуха не существует, так как это смесь различных соединений в различном процентном соотношении.

    Воздух — это не химическое соединение. Воздух представляет собой смесь газов, причем его состав не постоянен и зависит непосредственно от места, в котором мы будем анализировать состав воздуха, наличия тех или иных загрязнений.

    98-99% состава воздуха приходится на азот и кислород. Также в состав воздуха входят

    Невозможно составить единую цельную формулу для атмосферы Земли. Но можно определить какие газы есть в воздухе:

    • Азот N2 — 78.084 %.
    • Оксиген (которым мы дышим) О2 — 20.9476 %.
    • Аргон Ar — 0.934 %.
    • Углекислый газ CO2 — 0.0314%.
    • Неон Ne — 0.001818%.
    • Метан Ch5 — 0.0002%.
    • Гелий He — 0.000524%.
    • Криптон Kr — 0.000114%.
    • Гидроген h3 — 0.00005%.
    • Ксенон Xe — 0.0000087%.
    • Озон O3 — 0.000007%.
    • Нитроген диоксид NO2 — 0.000002%.
    • Йод I2 — 0.000001%.
    • Количество карбона моноксида CO и аммония Nh4 ничтожно мало.
  • Воздух нельзя назвать химическим соединением, ведь он состоит из смеси разнообразных газов, которая постоянно меняет свой состав. Причем, это изменение носит как качественный, так и количественный характер. Так, если до высоты в 13 километров, состав атмосферы меняется мало, то выше появляется озоновый слой, то есть в атмосфере возникает большое количество трехатомного кислорода. Напротив у поверхности на состав атмосферы оказывают большое влияние загрязнения как техногенного (выбросы предприятий, автомобилей), так и природного характера (вулканическая деятельность). Химическое же соединение как правило постоянно, атомы элементов в нем связаны различными связями и находятся в строгих пропорциях.

    Вот состав атмосферы у поверхности:

    А вот какие изменения происходят в атмосфере с высотой:

    Вы нигде не сможете отыскать какую-то химическую формулу воздуха. Вс дело в том, что воздух в свом составе имеет огромнейшее количество различных примесей газов, поэтому вам можно только предоставить перечень этих примесей с примерным процентным содержанием, а вот и этот перечень.

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Атмосфера – это воздушная среда, которая окружает земной шар и одна из важнейших причин появления жизни на земле. Именно атмосферный воздух, его уникальный состав дал живым существам возможность окислять органические вещества кислородом и получать энергию для существования. Без него будет невозможно существование человека, а также всех представителей царства животных, большинства растений, грибов и бактерий.

Значение для человека

Воздушная среда – это не только источник кислорода. Она позволяет человеку видеть, воспринимать пространственные сигналы, пользоваться органами чувств. Слух, зрение, обоняние – все они зависят от состояния воздушной среды.

Второй важный момент – защита от солнечной радиации. Атмосфера окутывает планету оболочкой, которая задерживает часть спектра солнечных лучей. В результате до земли доходит около 30% солнечной радиации.

Воздушная среда – это оболочка, в которой образуются осадки и поднимаются испарения. Именно она отвечает за половину цикла влагообмена. Осадки, образованные в атмосфере, влияют на работу Мирового океана, способствуют накоплению влаги на континентах, определяют разрушение открытых горных пород. Она принимает участие в образовании климата. Циркуляция воздушных масс – это важнейший фактор формирования конкретных климатических поясов и природных зон. Ветра, возникающие над Землей, определяют температуру, влажность, уровень осадков, давление, стабильность погоды в регионе.

В настоящее время из воздуха добывают химические вещества: кислород, гелий, аргон, азот. Технология еще находится на этапе тестирования, но в будущем это можно считать перспективным направлением химической промышленности.

Перечисленное выше – очевидные вещи. Но воздушная среда важна также для промышленности и хозяйственной деятельности человека:

  • Она является важнейшим химическим агентом для протекания реакций горения, окисления.
  • Переносит тепло.

Таким образом, атмосферный воздух – это уникальная воздушная среда, которая позволяет живому существовать, а человеку – развивать промышленность. Между человеческим организмом и воздушной средой налажено тесное взаимодействие. Если нарушить его – серьезные последствия не заставят себя ждать.

Гигиеническая характеристика воздуха

Загрязнение – это процесс попадания в атмосферный воздух примесей, которых в норме быть не должно. Загрязнение бывает естественное и искусственное. Примеси, которые попадают из естественных источников, нейтрализуются в планетарном круговороте вещества. С искусственным загрязнением дело обстоит сложнее.

К естественным загрязнениям относятся:

  • Космическая пыль.
  • Примеси, образовавшиеся при извержении вулканов, выветривании, пожарах.

Искусственное загрязнение носит антропогенный характер. Выделяют глобальное загрязнение и локальное. Глобальное – это все выбросы, которые могут повлиять на состав или структуру атмосферы. Локальное – это изменение показателей на конкретной территории или в используемом для проживания, работы или общественных мероприятий помещении.

Гигиена атмосферного воздуха – это важный раздел гигиены, который занимается оценкой и контролем показателей воздуха в помещениях. Этот раздел появился в связи с необходимостью санитарной охраны. Гигиеническое значение атмосферного воздуха сложно переоценить – вместе с дыханием в организм человека попадают все примеси и частицы, содержащиеся в воздухе.

Гигиеническая оценка включает в себя такие показатели:

  1. Физические свойства атмосферного воздуха. Сюда относятся и температура (самое частое нарушение СанПина на рабочих местах состоит в том, что воздух слишком сильно нагревается), давление, скорость ветра (на открытых участках), радиоактивность, влажность и другие показатели.
  2. Наличие примесей и отклонение от стандартного химического состава. Характеризуют атмосферный воздух по пригодности для дыхания.
  3. Наличие твердых примесей – пыль, другие микрочастицы.
  4. Наличие бактериального загрязнения – патогенных и условно патогенных микроорганизмов.

Для составления гигиенической характеристики сравнивают полученные по четырем пунктам показания с установленными нормами.

Экологическая охрана

В последнее время состояние атмосферного воздуха вызывает озабоченность у экологов. Вместе с развитием промышленности растут и экологические риски. Заводы и промзоны не только разрушают озоновый слой, нагревая атмосферу и насыщая ее углеродными примесями, но и снижают гигиеническое . Поэтому в развитых странах принято проводить комплексные мероприятия по охране воздушной среды.

Основные направления охраны:

  • Законодательное регулирование.
  • Разработка рекомендаций по размещение промышленных зон с учетом климатических и географических факторов.
  • Проведение мероприятий по снижению количества выбросов.
  • Санитарно-гигиенический контроль на предприятиях.
  • Регулярный мониторинг состава.

К мероприятиям по охране также относится высадка зеленых насаждений, создание искусственных водоемов, создание барьерных зон между промышленными и жилыми кварталами. Рекомендации по проведению охранных мероприятий разработаны в таких организациях как ВОЗ и ЮНЕСКО. Государственные и региональные рекомендации разработаны на основе международных.

В настоящее время проблеме гигиены воздушной среды уделяется все больше внимания. К сожалению, на данный момент принятых мер недостаточно, чтобы полностью минимизировать антропогенный вред. Но можно надеяться, что в будущем, вместе с разработкой более экологичных производств, удастся снизить нагрузку на атмосферу.

Воздух – это естественная смесь различных газов. Больше всего в нем содержатся такие элементы, как азот (около 77%) и кислород, менее 2% составляют аргон, углекислый газ и прочие инертные газы.

Кислород, или О2 – второй элемент периодической таблицы и важнейший компонент, без которого вряд ли бы существовала жизнь на планете. Он участвует в разнообразных процессах , от которых зависит жизнедеятельность всего живого.

Вконтакте

Состав воздуха

О2 выполняет функцию окислительных процессов в человеческом теле , которые позволяют выделить энергию для нормальной жизнедеятельности. В состоянии покоя человеческий организм требует около 350 миллилитров кислорода , при тяжелых физических нагрузках это значение возрастает в три-четыре раза.

Сколько процентов кислорода в воздухе, которым мы дышим? Норма равна 20,95% . Выдыхаемый воздух содержит меньшее количество О2 – 15,5-16% . Состав выдыхаемого воздуха также включает углекислый газ, азот и другие вещества. Последующее понижение процентного содержания кислорода приводит к нарушению работы, а критическое значение 7-8% вызывает летальный исход .

Из таблица можно понять, например, что в выдыхаемом воздухе содержится очень много азота и дополнительных элементов, а вот О2 всего 16,3% . Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе примерно составляет 20,95%.

Важно понять, что представляет собой такой элемент, как кислород. О2– наиболее распространенный на земле химический элемент , который не имеет цвета, запаха и вкуса. Он выполняет важнейшую функцию окисления в .

Без восьмого элемента периодической таблицы нельзя добыть огонь . Сухой кислород позволяет улучшить электрические и защитные свойства пленок, уменьшать их объемный заряд.

Содержится этот элемент в следующих соединениях:

  1. Силикаты – в них присутствует примерно 48% О2.
  2. (морская и пресная) – 89%.
  3. Воздух – 21%.
  4. Другие соединения в земной коре.

Воздух содержит в себе не только газообразные вещества, но и пары и аэрозоли , а также различные загрязняющие примеси. Это может быть пыль, грязь, другой различный мелкий мусор. В нем содержатся микробы , которые могут вызывать различные заболевания. Грипп, корь, коклюш, аллергены и прочие болезни – это лишь малый список негативных последствий, которые появляются при ухудшении качества воздуха и повышении уровня болезнетворных бактерий.

Процентное соотношение воздуха – это количество всех элементов, которые входят в его состав. Показать наглядно, из чего состоит воздух, а также процент кислорода в воздухе удобнее на диаграмме.

Диаграмма отображает, какого газа содержится больше в воздухе. Значения, приведенные на ней, будут немного отличаться для вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Диаграмма — соотношение воздуха.

Выделяют несколько источников, из которых образуется кислород:

  1. Растения. Еще из школьного курса биологии известно, что растения выделяют кислород при поглощении углекислого газа.
  2. Фотохимическое разложение водяных паров. Процесс наблюдается под действием солнечного излучения в верхнем слое атмосферы.
  3. Перемешивание потоков воздуха в нижних атмосферных слоях.

Функции кислорода в атмосфере и для организма

Для человека огромное значение имеет так называемое парциальное давление , которое мог бы производить газ, если бы занимал весь занимаемый объем смеси. Нормальное парциальное давление на высоте 0 метров над уровнем моря составляет 160 миллиметров ртутного столба . Увеличение высоты вызывает уменьшение парциального давления. Этот показатель важен, так как от него зависит поступление кислорода во все важные органы и в .

Кислород нередко используется для лечения различных заболеваний . Кислородные баллоны, ингаляторы помогают органам человека нормально функционировать при наличии кислородного голодания.

Важно! На состав воздуха влияют многие факторы, соответственно, может меняться процент кислорода. Негативная экологическая ситуация приводит к ухудшению качества воздуха. В мегаполисах и крупных городских поселениях пропорция углекислого газа (СО2) будет больше, чем в небольших поселениях или на лесных и заповедных территориях. Большое влияние оказывает и высота – процентное содержание кислорода будет меньше в горах. Можно рассмотреть следующий пример – на горе Эверест, которая достигает высоты 8,8 км, концентрация кислорода в воздухе будет ниже в 3 раза, чем в низине. Для безопасного пребывания на высокогорных вершинах требуется использовать кислородные маски.

Состав воздуха изменялся с течением лет. Эволюционные процессы, природные катаклизмы привели к изменениям в , поэтому уменьшился процент кислорода , необходимый для нормальной работы биоорганизмов. Можно рассмотреть несколько исторических этапов:

  1. Доисторическая эпоха. В это время концентрация кислорода в атмосфере составляла около 36% .
  2. 150 лет назад О2 занимал 26% от общего воздушного состава.
  3. В настоящее время концентрация кислорода в воздухе составляет чуть менее 21% .

Последующее развитие окружающего мира может привести к дальнейшему изменению состава воздуха. На ближайшее время маловероятно, что концентрация О2 может быть ниже 14%, так как это вызовет нарушение работы организма .

К чему приводит недостаток кислорода

Малое поступление чаще всего наблюдается в душном транспорте, плохо проветриваемом помещении или на высоте. Понижение уровня содержания кислорода в воздухе может вызвать негативное влияние на организм . Происходит истощение механизмов, наибольшему влиянию подвергается нервная система. Причин, по которым организм страдает от гипоксии, можно выделить несколько:

  1. Кровяная нехватка. Вызывается при отравлении угарным газом . Подобная ситуация понижает кислородную составляющую крови. Это опасно тем, что кровь прекращает доставить кислород к гемоглобину.
  2. Циркуляторная нехватка. Она возможна при диабете, сердечной недостаточности . В такой ситуации ухудшается или становится невозможным транспорт крови.
  3. Гистотоксические факторы, влияющие на организм, могут вызвать потерю способности поглощать кислород. Возникает при отравлении ядами или из-за воздействия тяжелых .

По ряду симптомов можно понять, что организму требуется О2. В первую очередь повышается частота дыхания . Также увеличивается частота сердечных сокращений. Эти защитные функции призваны поставить кислород в легкие и обеспечить им кровь и ткани.

Недостаток кислорода вызывает головные боли, повышенную сонливость , ухудшение концентрации. Единичные случаи не так страшны, их довольно просто подкорректировать. Для нормализации дыхательной недостаточности врач выписывает бронхорасширяющие лекарства и другие средства. Если же гипоксия принимает тяжелые формы, такие как потеря координации человека или даже коматозное состояние , то лечение усложняется.

Если обнаружены симптомы гипоксии, важно незамедлительно обратиться к доктору и не заниматься самолечением, так как применение того или иного лекарственного средства зависит от причин нарушения. Для легких случаев помогает лечение кислородными масками и подушками, кровяная гипоксия требует переливания крови, а корректировка циркулярных причин возможна только при операции на сердце или сосуды.

Невероятное путешествие кислорода по нашему организму

Заключение

Кислород – важнейшая составляющая воздуха , без которой невозможно осуществление многих процессов на Земле. Воздушный состав менялся в течение десятков тысяч лет из-за эволюционных процессов, но в настоящее время количество кислорода в атмосфере достигло значения в 21% . Качество воздуха, которым дышит человек, влияет на его здоровье, поэтому необходимо следить за его чистотой в помещении и постараться сократить загрязнение окружающей среды.

Атмосфера — газовая оболочка нашей планеты, которая вращается вместе с Землей. Газ, находящийся в атмосфере, называют воздухом. Атмосфера соприкасается с гидросферой и частично покрывает литосферу. А вот верхние границы определить трудно. Условно принято считать, что атмосфера простирается вверх приблизительно на три тысячи километров. Там она плавно перетекает в безвоздушное пространство.

Химический состав атмосферы Земли

Формирование химического состава атмосферы началось около четырех миллиардов лет назад. Изначально атмосфера состояла лишь из легких газов — гелия и водорода. По мнению ученых исходными предпосылками создания газовой оболочки вокруг Земли стали извержения вулканов, которые вместе с лавой выбрасывали огромное количество газов. В дальнейшем начался газообмен с водными пространствами, с живыми организмами, с продуктами их деятельности. Состав воздуха постепенно менялся и в современном виде зафиксировался несколько миллионов лет назад.

Главные же составляющие атмосферы это азот (около 79%) и кислород (20%). Оставшийся процент (1%) приходится на следующие газы: аргон, неон, гелий, метан, углекислый газ, водород, криптон, ксенон, озон, аммиак, двуокиси серы и азота, закись азота и окись углерода, входящих в этот один процент.

Кроме того, в воздухе содержится водяной пар и твердые частицы (пыльца растений, пыль, кристаллики соли, примеси аэрозолей).

В последнее время ученые отмечают не качественное, а количественное изменение некоторых ингредиентов воздуха. И причина тому — человек и его деятельность. Только за последние 100 лет содержание углекислого газа значительно возросло! Это чревато многими проблемами, самая глобальная из которых — изменение климата.

Формирование погоды и климата

Атмосфера играет важнейшую роль в формировании климата и погоды на Земле. Очень многое зависит от количества солнечных лучей, от характера подстилающей поверхности и атмосферной циркуляции.

Рассмотрим факторы по порядку.

1. Атмосфера пропускает тепло солнечных лучей и поглощает вредную радиацию. О том, что лучи Солнца падают на разные участки Земли под разными углами, знали еще древние греки. Само слово «климат» в переводе с древнегреческого означает «наклон». Так, на экваторе солнечные лучи падают практически отвесно, потому здесь очень жарко. Чем ближе к полюсам, тем больше угол наклона. И температура понижается.

2. Из-за неравномерного нагревания Земли в атмосфере формируются воздушные течения. Они классифицируются по своим размерам. Самые маленькие (десятки и сотни метров) — это местные ветра. Далее следуют муссоны и пассаты, циклоны и антициклоны, планетарные фронтальные зоны.

Все эти воздушные массы постоянно перемещаются. Некоторые из них довольно статичны. Например, пассаты, которые дуют от субтропиков по направлению к экватору. Движение других во многом зависит от атмосферного давления.

3. Атмосферное давление — еще один фактор, влияющий на формирование климата. Это давление воздуха на поверхность земли. Как известно, воздушные массы перемещаются с области с повышенным атмосферным давлением в сторону области, где это давление ниже.

Всего выделено 7 зон. Экватор — зона низкого давления. Далее, по обе стороны от экватора вплоть до тридцатых широт — область высокого давления. От 30° до 60° — опять низкое давление. А от 60° до полюсов — зона высокого давления. Между этими зонами и циркулируют воздушные массы. Те, что идут с моря на сушу, несут дожди и ненастье, а те, что дуют с континентов — ясную и сухую погоду. В местах, где воздушные течения сталкиваются, образуются зоны атмосферного фронта, которые характеризуются осадками и ненастной, ветреной погодой.

Ученые доказали, что от атмосферного давления зависит даже самочувствие человека. По международным стандартам нормальное атмосферное давление — 760 мм рт. столба при температуре 0°C. Этот показатель рассчитан на те участки суши, которые находятся практически вровень с уровнем моря. С высотой давление понижается. Поэтому, например, для Санкт-Петербурга 760 мм рт.ст. — это норма. А вот для Москвы, которая расположена выше, нормальное давление — 748 мм рт.ст.

Давление меняется не только по вертикали, но и по горизонтали. Особенно это чувствуется при прохождении циклонов.

Строение атмосферы

Атмосфера напоминает слоеный пирог. И каждый слой имеет свои особенности.

. Тропосфера — самый близкий к Земле слой. «Толщина» этого слоя изменяется по мере удаления от экватора. Над экватором слой простирается ввысь на 16-18 км, в умеренных зонах — на 10-12км, на полюсах — на 8-10 км.

Именно здесь содержится 80% всей массы воздуха и 90% водяного пара. Здесь образуются облака, возникают циклоны и антициклоны. Температура воздуха зависит от высоты местности. В среднем она понижается на 0,65° C на каждые 100 метров.

. Тропопауза — переходный слой атмосферы. Его высота — от нескольких сотен метров до 1-2 км. Температура воздуха летом выше, чем зимой. Так, например, над полюсами зимой -65° C. А над экватором в любое время года держится -70° C.

. Стратосфера — это слой, верхняя граница которого проходит на высоте 50-55 километров. Турбулентность здесь низкая, содержание водяного пара в воздухе — ничтожное. Зато очень много озона. Максимальная его концентрация — на высоте 20-25 км. В стратосфере температура воздуха начинает повышаться и достигает отметки +0,8° C. Это обусловлено тем, что озоновый слой взаимодействует с ультрафиолетовым излучением.

. Стратопауза — невысокий промежуточный слой между стратосферой и следующей за ней мезосферой.

. Мезосфера — верхняя граница этого слоя — 80-85 километров. Здесь происходят сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов. Именно они обеспечивают то нежное голубое сияние нашей планеты, которое видится из космоса.

В мезосфере сгорает большинство комет и метеоритов.

. Мезопауза — следующий промежуточный слой, температура воздуха в котором минимум -90°.

. Термосфера — нижняя граница начинается на высоте 80 — 90 км, а верхняя граница слоя проходит приблизительно по отметке 800 км. Температура воздуха возрастает. Она может варьироваться от +500° C до +1000° C. В течение суток температурные колебания составляют сотни градусов! Но воздух здесь настолько разрежен, что понимание термина «температура» как мы его представляем, здесь не уместно.

. Ионосфера — объединяет мезосферу, мезопаузу и термосферу. Воздух здесь состоит в основном из молекул кислорода и азота, а также из квазинейтральной плазмы. Солнечные лучи, попадая в ионосферу сильно ионизируют молекулы воздуха. В нижнем слое (до 90 км) степень ионизация низкая. Чем выше, тем больше ионизация. Так, на высоте 100-110 км электроны концентрируются. Это способствует отражению коротких и средних радиоволн.

Самый важный слой ионосферы — верхний, который находится на высоте 150-400 км. Его особенность в том, что он отражает радиоволны, а это способствует передаче радиосигналов на значительные расстояния.

Именно в ионосфере происходят такое явление, как полярное сияние.

. Экзосфера — состоит из атомов кислорода, гелия и водорода. Газ в этом слое очень разрежен и нередко атомы водорода ускользают в космическое пространство. Поэтому этот слой и называют «зоной рассеивания».

Первым ученым, который предположил, что наша атмосфера имеет вес, был итальянец Э. Торричелли. Остап Бендер, например, в романе «Золотой теленок» сокрушался, что на каждого человека давит воздушный столб весом в 14 кг! Но великий комбинатор немного ошибался. Взрослый человек испытывает на себя давление в 13-15 тонн! Но мы не чувствуем этой тяжести, потому что атмосферное давление уравновешивается внутренним давлением человека. Вес нашей атмосферы составляет 5 300 000 000 000 000 тонн. Цифра колоссальная, хотя это всего лишь миллионная часть веса нашей планеты.

| | —

Тот воздух, которым мы дышим на поверхности земли, не является идеальной газовой смесью для дыхания под водой. Использование воздуха для дыхания на глубинах более 40 метров таит в себе, опасность азотного наркоза, поэтому глубина 40 метров является пределом погружения, установленным ведущими ассоциациями любительского подводного плавания.

Атмосферный воздух содержит в своем составе около 80 % азота. При дыхании воздухом, находящимся при повышенном давлении, происходит быстрое насыщение тканей человека азотом, что приводит к необходимости проведения декомпрессии. При этом лишь незначительная часть кислорода, содержащаяся в воздухе, используется для процессов, связанных с обменом веществ в организме (метаболизмом). Большая его часть выходит в воду при выдохе.

Следствием использования воздуха для дыхания являются ограничения по глубине и времени пребывания под водой. Время пребывания под водой при использовании стандартного 12-литрового воздушного баллона, как правило, не превышает 40-50 минут.

К побочным эффектам применения воздуха для дыхания можно отнести появление сухости во рту и чувства жажды после погружения. Вызвано это тем, что в целях предотвращения коррозии воздушные баллоны заряжают сухим очищенным воздухом. При дыхании таким воздухом влага, содержащаяся в легких, удаляется при выдохе в воду. Кроме того, редуктор, уменьшая давление воздуха на выходе из баллона, одновременно охлаждает дыхательный аппарат. Оба эти фактора увеличивают риск возникновения декомпрессионной болезни.

Еще в 1943 году Крис Ламберстен предложил для уменьшения времени декомпрессии аквалангистов заменять часть азота в дыхательной смеси кислородом, участвующим в метаболическом процессе. Следует отметить, что в профессиональной водолазной практике уже давно используются различные дыхательные газовые смеси (далее ДГС), но широкого применения они не получили. Любители же до недавнего времени в силу различных причин использовали для дыхания под водой только воздух.

Газовые смеси, содержащие азот и кислород в своем составе, получили название NITROX (нитрокс). Любая комбинация азота и кислорода (в том числе и обычный воздух) называется нитроксом. Различаются они по процентному содержанию кислорода в смеси. Смеси с повышенным содержанием кислорода получили также название обогащенный воздух (ENRICHED AIR NITROX или EAN).

На сегодняшний день в водолазной практике применяются ДГС с содержанием кислорода в смеси до 60 %, а также чистый кислород. Наибольшее распространение получили смеси типа NITROX I (68 % азота и 32 % кислорода) и NITROX II (64 % азота и 36 % кислорода), а также смеси с содержанием кислорода 40 %, 50 % и 60 %. В отечественном ВМФ в основном используется 40-процентная кислородно-азотная дыхательная смесь (КАС).

Учитывая отрицательное физиологическое воздействие азота на организм человека при повышенных парциальных давлениях, логично было бы предложить дышать под водой чистым кислородом. Однако кислород также имеет существенные ограничения в применении, связанные с его токсическим воздействием на человека, которое зависит от величины его парциального давления в составе газовой смеси и времени пребывания человека в этой среде. В зависимости от величин этих параметров, кислородное отравление может иметь легочную форму, сопровождающуюся воспалительными явлениями с отеком легких, и судорожную форму, которая приводит к конвульсиям и опасна летальным исходом. Интересно отметить, что нормы безопасности при дыхании кислородом, используемые за рубежом, значительно более жесткие, чем соответствующие нормы в отечественном ВМФ.

В частности, предельным значением парциального давления кислорода в американских ВМС является значение 1,6 бар. Соответствующий показатель, принятый в отечественном ВМФ, составляет 3,0 бар.

К преимуществам применения обогащенного воздуха часто ошибочно относят одновременное обеспечение безопасности и увеличение времени погружения. На самом же деле использование EAN увеличивает либо безопасность, либо время пребывания под водой, но не оба этих параметра одновременно. В некоторых случаях нитрокс может увеличить время погружения более чем в два раза. С помощью смесей EAN можно также сократить и необходимый интервал пребывания на поверхности между повторными погружениями. Все это возможно потому, что аквалангист при погружении на нитроксе поглощает азота меньше, чем при том же погружении на воздухе.

При расчете времени бездекомпрессионного спуска применяют принцип воздушного эквивалента. Этот принцип основан на равенстве парциального давления азота в азотно-кислородной смеси на заданной глубине парциальному давлению азота в воздухе на соответствующей глубине. Величина воздушного эквивалента зависит от типа используемой ДГС. Очевидно, что чем больше в ней содержание кислорода, тем величина воздушного эквивалента будет меньше. Так в ДГС, содержащей 32 % кислорода и 68 % азота, парциальное давление азота на глубине 36 метров составит 3,15 бар. Такое же парциальное давление азота в воздухе будет на глубине 30 метров.

При расчете времени бездекомпрессионного спуска применяют принцип воздушного эквивалента. Этот принцип основан на равенстве парциального давления азота в азотно-кислородной смеси на заданной глубине парциальному давлению азота в воздухе на соответствующей глубине. Величина воздушного эквивалента зависит от типа используемой ДГС. Очевидно, что чем больше в ней содержание кислорода, тем величина воздушного эквивалента будет меньше. Так в ДГС, содержащей 32 % кислорода и 68 % азота, парциальное давление азота на глубине 36 метров составит 3,15 бар. Такое же парциальное давление азота в воздухе будет на глубине 30 метров.

Ряд проблем, связанных с использованием обогащенного воздуха, не относится к медицинским аспектам. Речь идет о получении, смешении и хранении газовых смесей. Наполнение баллонов нитроксом потенциально опасный процесс, к тому же он дороже, чем наполнение баллонов сжатым медицинским воздухом.

В настоящее время технологический процесс приготовления смесей EAN, как правило, связан с использованием чистого кислорода высокого давления, являющегося сильным окислителем и способствующего воспламенению горючих веществ и образованию с ними взрывоопасных смесей.

Относительно недавно появились новые технологии получения обогащенного воздуха, основанные на применении полупроницаемых мембран или мелкопористых адсорбентов, которые буквально отфильтровывают избыточный азот из атмосферного воздуха. При этом взрывоопасная концентрация кислорода не достигается.

Баллоны для обычного сжатого воздуха для закачки смесей EAN не годятся. Поэтому маркировка на баллонах для нитрокса должна быть хорошо заметна и ясно читаема. Большинство центров, использующих обогащенный воздух, следует стандартам NOAA, согласно которым баллон имеет желтый цвет и широкую, шириной 10 см, зеленую полосу вокруг горловины. Кроме того, слово NITROX должно быть заметно и написано крупным шрифтом.

Для погружений до 18 м, применение нитрокса не дает никаких преимуществ по сравнению с обычным воздухом: на этих глубинах не нужно увеличивать бездекомпрессионный предел. Хотя нитрокс теоретически будет расширять этот предел, практического эффекта это не даст.

Для любительских погружений свыше 40 м нитрокс также не дает никаких преимуществ. Из-за увеличения парциального давления кислорода использование NITROX I фактически перестает быть безопасным на глубине более 40 метров. Применение же NITROX II не безопасно даже на глубине, превышающей 34 метра. Таким образом, использование EAN для расширения бездекомпрессионного предела оправдано только при погружениях в диапазоне от 18 до 40 метров.

наверх

Кислородные баллоны и коктейли. Зачем они нужны и как ими пользоваться

Кислород является самым распространённым элементом на планете Земля. Газ, который содержится практически во всех живых клетках, не имеющий вкуса, цвета и запаха. Он входит в состав воздуха, которым мы дышим. В организме кислород участвует в биохимических процессах, в результате которых мы получаем энергию для жизнедеятельности.


Чем «грозит» нехватка кислорода

  • нарушение сна или сонливость;

  • головные боли и мигрень;

  • слабость и мышечные боли;

  • депрессивные состояния;

  • синдром хронической усталости;

  • снижение иммунитета и подверженность простудным заболеваниям;

  • снижение концентрации внимания и быстроты реакции;

  • проблемы с кожей и преждевременное старение;

  • нарушение деятельности сердечно – сосудистой и дыхательной систем.

Мы живём, пока мы дышим! В бескислородной среде мозг не выдержит и 5-ти минут. Поэтому важно, чтобы кислород постоянно и в необходимых количествах поступал в наше тело. Для бесперебойного функционирования организма и полноценного дыхания в окружающем воздухе должно содержаться 20 – 21% кислорода. Но в городах ситуация усугубляется за счёт выбросов от производств, испарений от заасфальтированных дорог и т.п. Снижение данной концентрации приводит к развитию недомоганий или обострению хронических заболеваний. 

Как восполнить дефицит кислорода

Помните, где дышится легче всего?

Правильно! В лесу или парке. Особенно, если он находится на приличном расстоянии от производственных мегаполисов. Там воздух совсем другой, деревья очищают его. Поэтому первый совет: как можно чаще и больше гуляйте, выбирайтесь на природу. В лесной полосе воздух насыщается кислородом естественным образом.

Взрослое дерево в год «выделяет» 118 кг кислорода, что обеспечивает безопасную дыхательную терапию семье из 2-х человек. С прогулки всегда возвращаешься обновлённым, чувствуется прилив бодрости и энергии.

А как же быть тем, у кого нет рядом парка, и нет возможности выезжать часто в лес? Есть выход и в таких случаях! Быстро насытить организм необходимым кислородом помогут кислородные ингаляции. Проводят их с помощью специального кислородного баллончика.


Что он собой представляет

Кислородный баллончик содержит концентрированную дыхательную смесь, состоящую из 80% кислорода и 20% азота. Такой состав обеспечивает максимальное усвоение кислорода при вдыхании. Выпускаются баллончики с разным объёмом: на 8, 12 и 16 литров. Весят они при этом от 140 до 180 грамм. Кислородный баллончик не занимает много места в сумочке, что позволяет носить его с собой.


Кому показана кислородотерапия

Использование кислородных баллончиков не имеет ограничений в применении. Вдыхание смеси может быть показано как здоровым людям, так и имеющим различные заболевания. Кислородные ингаляции полезны городским жителям, спортсменам, школьникам в период повышенных умственных и физических нагрузок, ослабленным детям. Беременным женщинам кислородотерапия помогает справиться с токсикозом и снизить риски развития плода, связанные с гипоксией.

Как проводится ингаляция кислородом

Кислородный баллончик снабжён простым удобным дозатором. Благодаря дозатору, баллоном могут пользоваться несколько человек.

Индивидуальное использование баллончика с маской обеспечивает контроль над расходом смеси и предотвращает попадание примесей из окружающего воздуха. С помощью маски проводят процедуру детям, пожилым и людям с ограниченными возможностями.


Если у человека серьёзное заболевание, и требуется постоянная кислородотерапия, то рекомендуется приобрести не кислородный баллончик, а концентратор. Специальный аппарат, с выработкой кислорода высокой концентрации от 1-го до 3-х литров в минуту. В данном случае пациент дышит через маску или носовую канюлю. Количество и продолжительность процедур устанавливается лечащим врачом. Такую терапию предписывают больным с лёгочной патологией, болезнями сердца, онкологическими заболеваниями, нарушениями нервной системы. Сеансы можно проводить в домашних и больничных условиях.

На сколько хватает баллончика

Какое количество вдохов необходимо совершать

Обычно для возвращения к нормальному самочувствию и для снятия симптомов нехватки кислорода достаточно от 2-х до 5-ти глубоких вдохов в течение 10 минут.

Всего 5 вдохов и вот Вам ясность мышления и светлая голова!

Для профилактики заболеваний и укрепления иммунитета – ежедневно 2 сеанса по 5 – 10 вдохов.

В стрессовой ситуации, а так же для повышения работоспособности рекомендуется 2 – 3 сеанса с интервалом в 10 минут, состоящих из 8 – 10 вдохов.

Полезный эффект от кислородных ингаляций

  1. Повышает тонус и активность организма в умственном, сексуальном и Физическом плане.
  2. Поддерживает здоровье в экологически неблагоприятных условиях проживания.

  3. Стимулирует обменные процессы.

  4. Ускоряет пополнение энергетических запасов.

  5. Быстрее проходит восстановление после травм и операций.

  6. Укрепляет и закаляет иммунную систему.

  7. Устраняет симптомы укачивания в транспорте.

  8. Нормализует ночной сон и отдых, помогает справиться с бессонницей.

  9. Повышает стрессоустойчивость.

  10. Улучшает работу внутренних органов, сосудов и систем.

  11. Повышает качество жизни, благотворно сказывается на психоэмоциональном состоянии. 

Другие способы доставки кислорода в организм

Тем, кто отдыхал и восстанавливал здоровье в санатории или профилактории, хорошо известны кислородные коктейли.  Особенно детвора наперегонки устремлялась, чтобы испить чудо-напитка. За один сеанс умудрялись «отхватить» себе по паре порций! Вот это удовольствие, вот это сказка! Ничего подобного вне пределов санатория не было.

И надо сказать —  всё было не зря, потому что кислород всасывается через стенки желудка и проникает в кровь. С гемоглобином он разносится по организму ко всем тканям и клеточкам, положительно на них влияя.  Вот откуда появлялась энергия!

Получали кислородный коктейль в санатории при помощи специального прибора — коктейлера, который позволял готовить до 150 порций в час, объёмом по 200 мл. Сейчас такие аппараты можно встретить не только в лечебно-профилактических учреждениях, но и в фитнес-залах, торговых центрах. Для домашнего использования существуют более компактные варианты коктейлеров.


Желающим, впервые попробовать или снова почувствовать «вкус детства», хлебнуть живительного кислорода, мы предлагаем наборы для приготовления кислородного коктейля. С помощью комплекта Вы приготовите питательный, тонизирующий и полезный напиток. Жидкой основой его является фитораствор, вместо него можно использовать фруктовый сок, но без мякоти. Мякоть мешает образованию пены. В качестве источника кислорода – кислородный баллончик. Набор полностью укомплектован, можно готовить коктейль прямо в стакане!

Достаточно 1 – 2 порции такого коктейля в неделю  и у Вашего ребёнка улучшится пищеварение. Он будет активен до самого вечера, меньше будет уставать на занятиях, нормализуется сон.

Включите такой напиток в свой рацион и непременно заметите улучшение настроения и здоровья в целом.

Если у Вас остались вопросы, как пользоваться кислородными коктейлями и баллончиками — напишите вопрос в наших сообществах в социальных сетях. Если у Вас вопрос по выбору кислородного баллона — закажите обратный звонок или позвоните нам по бесплатному номеру.

Что в воздухе? | Центр научного образования

Три четверти всего воздуха находится в тропосфере, самом нижнем слое атмосферы Земли. Воздух представляет собой смесь газов, большинство из которых встречаются в природе. Воздух также содержит значительное количество антропогенных загрязнителей воздуха, в том числе некоторые из них небезопасны для дыхания и некоторые из них нагревают климат нашей планеты. Тропосфера также содержит воду во всех трех фазах (жидкая, твердая и газообразная), а также твердые частицы, называемые аэрозолями.

Сухой состав атмосферы состоит в основном из азота и кислорода. Он также содержит дробные количества аргона и углекислого газа и следовые количества других газов, таких как гелий, неон, метан, криптон и водород (НАСА).

УКАР

Газы

Наиболее распространенным естественным газом является азот (N2), который составляет около 78% воздуха. Кислород (O2) является вторым по распространенности газом с содержанием около 21%. Инертный газ Аргон (Ar) является третьим по распространенности газом на планете Земля.93%. Присутствуют также следовые количества углекислого газа (CO2), неона (Ne), гелия (He), метана (Ch5), криптона (Kr), водорода (h3), закиси азота (NO), ксенона (Xe), озона ( O3), йод (I2), окись углерода (CO) и аммиак (Nh4) в атмосфере.

Водяной пар

Из-за круговорота воды количество воды в воздухе постоянно меняется. Нижняя тропосфера может содержать до 4% водяного пара (h3O) в районах, близких к тропикам, в то время как полюса содержат лишь следовые количества водяного пара.Концентрация водяного пара резко уменьшается с высотой. В верхней тропосфере водяного пара значительно меньше, чем в приповерхностном воздухе, в стратосфере и мезосфере почти нет водяного пара, а в термосфере его вообще нет.

Аэрозоли

Воздух также содержит мельчайшие твердые частицы, называемые аэрозолями, такие как пыль, морская соль и пепел от извержений вулканов или лесных пожаров. Многие из этих частиц настолько малы, что являются микроскопическими. Другие достаточно большие, чтобы их можно было увидеть.Аэрозоли влияют на климат, помогая формироваться облакам и затеняя планету, рассеивая или поглощая солнечный свет. В прошлом веке производство и широкое использование двигателей внутреннего сгорания увеличили количество аэрозолей в атмосфере, поскольку твердые частицы выбрасываются из дымовых труб и выхлопных труб. Сжигание дерева и других материалов также добавляет частиц в воздух.

Химия атмосферы

Как и все на Земле, воздух состоит из химических веществ. Химические вещества в воздухе часто соединяются друг с другом или с другими химическими веществами с поверхности Земли в результате химических реакций.Многие из этих химических реакций помогают поддерживать здоровую окружающую среду и жизненно важны для растений и животных. Газообразный азот в атмосфере почти ничего не делает, но в других местах на Земле азот необходим для жизни. Через круговорот азота азот попадает в почву и воду, связывается с другими элементами и может использоваться живыми существами. Кислород из атмосферы вызывает реакции окисления, которые помогают расщеплять вещество и высвобождать питательные вещества в почву, и используется людьми и животными для клеточного дыхания.

На химический состав атмосферы в тропосфере также влияют антропогенные химические вещества, которые могут негативно воздействовать на здоровье человека и окружающую среду. Например:

  • Выхлопные газы автомобилей содержат двуокись азота, а также другие загрязняющие химические вещества, такие как окись углерода и двуокись серы. Диоксид азота вступает в реакцию с кислородом воздуха с образованием тропосферного озона, опасного для клеток растений и животных.
  • Смог, который в основном состоит из озона и твердых частиц углерода (сажи), выбрасываемых электростанциями, работающими на угле, вызывает повреждение легких человека и животных.
  • Заводы, сжигающие ископаемое топливо, также выделяют диоксиды серы и азота, которые в сочетании с водой в атмосфере вызывают кислотные дожди. Кислотные дожди наносят ущерб природной и антропогенной среде.

Химия воздуха

В таблице ниже перечислены основные компоненты газа и их роль в атмосфере. Нажмите на название каждой молекулы, чтобы узнать о них больше.

Газ Химическая и молекулярная
Структура
Роль в атмосфере

Азот

78% воздуха в атмосфере состоит из азота.Азот передается растениям, животным и окружающей среде посредством круговорота азота.

Оксиды азота

 

Оксиды азота являются загрязнителями воздуха, которые способствуют образованию озона. Они также создают азотную кислоту, которая является частью кислотных дождей, когда они смешиваются с каплями воды в воздухе.

Кислород

Кислород составляет 21% атмосферы.Он очень реакционноспособен и образует соединения со многими другими химическими веществами и необходим для дыхания живых существ.

Озон

Озон в тропосфере является антропогенным загрязнителем. Озон в стратосфере образует озоновый слой, который имеет решающее значение для выживания жизни на поверхности Земли.

Аргон

Аргон составляет около 1% атмосферы и образуется в основном в результате распада калия в земной коре.Это инертный газ, что означает, что он не реагирует с другими химическими веществами.

Водяной пар

Вода проходит через все системы Земли в каждой из трех фаз: твердой, жидкой или газообразной. Водяной пар в атмосфере является парниковым газом из-за его способности улавливать тепло.

Углекислый газ

Углекислый газ в природе составляет около .03% атмосферы, но количество увеличивается из-за сжигания ископаемого топлива. Растения и эубактерии используют углекислый газ в процессе фотосинтеза. Люди, другие животные и растения добавляют его в воздух через дыхание. Углекислый газ является улавливающим тепло парниковым газом.

Оксид углерода

Угарный газ в воздухе возникает в результате сжигания топлива в транспортных средствах, вулканов и лесных пожаров. Это ядовитый газ.

Метан

Газообразный метан выбрасывается в воздух со свалок, скота и его навоза, а также из нефтяных и газовых скважин.Он также создается при разложении органического материала. Это улавливающий тепло парниковый газ.

Оксиды серы

 

Оксиды серы образуются при сжигании угля и нефти. Его также выпускают из вулканов. Оксиды серы смешиваются с каплями воды в атмосфере, образуя серную кислоту, которая является компонентом кислотных дождей.

© 2020 УКАР

FAQ Химия и физика воздуха

Что такое воздух?

Воздух — это не что иное, как смесь различных газов.Воздух в атмосфере состоит из азота, кислорода, являющегося веществом, поддерживающим жизнь животных и человека, углекислого газа, водяного пара и небольшого количества других элементов (аргон, неон и др.). Выше в атмосфере воздух также содержит озон, гелий и водород. Люди могут ясно заметить присутствие воздуха только тогда, когда дует ветер.

Из чего состоит воздух?

Воздух Мы дышите в основном из следующих газов:

азот (N 2 )

Oxygen (O 2 )

20%

углекислый диоксид (CO 2 )

0,03 %

Водяной пар (H 2 O)

0,97%

Количество воды в воздухе сильно варьируется.Когда в воздухе присутствует большое количество воды, другие элементы присутствуют в меньшем количестве. Количество воды в воздухе может возрасти до 4%. Самый низкий процент воды в воздухе составляет 0,5%. Вода сжимает газы ближе друг к другу, так что она может занимать достаточно места.
Когда количество воды в воздухе очень мало, воздух называется «сухим». Вес 22,4 дм 3 сухого воздуха составляет 28,96 грамм. Когда воздух содержит достаточное количество воды, его называют влажным. Влажный воздух легче (менее плотный), чем сухой воздух.

Помимо перечисленных выше элементов, в воздухе присутствуют и другие элементы. Однако процентное содержание этих элементов очень низкое. Аэрозоли могут находиться в воздухе. Это пылевые частицы, которые сдуваются с земной поверхности ветром, либо выбрасываются при вулканической деятельности. При горении в воздух также попадают частицы пепла и грязи.

Состав воздуха сильно зависит от высоты. На высоте более девяноста километров над земной поверхностью молекулы кислорода распадаются, и остаются только атомы кислорода.На высоте более ста километров над земной поверхностью разлагаются и молекулы азота. На этой высоте воздух не имеет того состава, который мы знаем. Там совсем другая атмосфера.

Что такое газы?

Все химические элементы могут находиться в нескольких различных состояниях (фазах). Одной из таких фаз является газообразная фаза. Помимо газообразного, элемент также может быть твердым или жидким. Вода называется льдом, когда она твердая, она влажная, когда она жидкая, а когда она газообразная, она существует просто как газ или пар.
При повышении температуры молекулы вещества расходятся, в результате чего вещество становится газообразным и менее заметным. Это фазовое изменение делает воздух невидимым.
Когда температура падает, молекулы воздуха сближаются, и вещество в конце концов становится твердым. Температуры, при которых происходит каждое «фазовое изменение», различаются для каждого вещества.

Где на земле мы находим воздух?

Мы можем констатировать, что воздух можно найти везде на земле, кроме мест, где есть вода.Воздух находится даже в поверхностном слое земли; в почве.
Воздух находится не только на Земле, он также расположен вокруг Земли в воздушном слое, называемом атмосферой. Атмосферу можно разделить на отдельные слои в зависимости от температуры и высоты. Эти линии не разделены четко прямыми границами; они постепенно перекрывают друг друга.

Первый слой воздуха, который расположен ближе всего к земле, называется тропосферой. Этот слой имеет высоту 11 километров.При движении вверх в тропосфере температура падает на шесть-семь градусов на километр. Следовательно, погода на Земле в основном определяется обстоятельствами внутри тропосферы.
Верхний слой тропосферы называется тропопаузой. Вблизи Антарктики слой тропопаузы находится в восьми-десяти километрах над землей. Однако на экваторе слой тропопаузы находится на высоте семнадцати-восемнадцати километров над землей.

Второй слой воздуха над тропосферой называется стратосферой.В нижней части этого слоя температуры перестают снижаться. Температура здесь около -55 градусов по Цельсию.
В верхних слоях стратосферы температура поднимается до нуля градусов по Цельсию на высоте сорок семь километров над землей.
Солнечное излучение в стратосфере создает озон (O 3 ) из кислорода (O 2 ) на высоте от двадцати до сорока километров над поверхностью земли. Эта реакция приводит к тому, что эту часть стратосферы называют «озоновой сферой». Верхняя часть стратосферы называется стратопаузой.

Третий слой воздуха называется мезосферой. Этот слой можно найти на высоте более пятидесяти двух километров над поверхностью земли. Верхняя часть мезосферы называется мезопаузой. В мезосфере температура снова снижается. Температура мезосферы составляет около -90 градусов по Цельсию.

Четвертый слой воздуха, термосфера, расположена на высоте более девяноста километров над землей. Температура в этом слое сильно повышается, в результате чего самая высокая температура превышает тысячу градусов по Цельсию.Плотность воздуха в этом слое очень мала, поэтому силы между молекулами почти исчезают.
Самые легкие молекулы могут покинуть самый нижний слой термосферы, экзосферу. Экзосфера не имеет четкой границы, потому что растворяется в пространстве.

Самые нижние девяносто километров атмосферы часто называют полушарием, потому что состав воздуха довольно постоянный. Весь воздух над этим слоем называется гидросферой, потому что воздух в этой области имеет совсем другой состав.

Какие типы воздуха существуют?

Когда большое количество воздуха имеет одинаковую влажность и температуру, оно классифицируется как один отдельный тип воздуха. Воздушный тип должен охватывать горизонтальную зону в тысячу километров. Высота воздушного типа может варьироваться от ста метров до охвата всей тропосферы.
Воздушный тип образуется, когда воздушная масса циркулирует от трех до девяти дней в районе, полностью расположенном над сушей или над морем и где не дует ветер.В пределах этой области воздушная масса приобретает свои специфические свойства. Над сушей эти районы могут быть пустынями или саваннами.
Как только воздух покидает область, его специфические свойства постепенно исчезают и, в конце концов, полностью исчезают.
Типы воздуха, получившие свои специфические свойства над морем, гораздо более влажны, чем типы воздуха, получившие специфические свойства над сушей. Типы воздуха, формирующиеся над океанами, называются морскими типами воздуха. Типы воздуха, формирующиеся над землей, называются континентальными типами воздуха.

Мы можем выделить четыре отдельных основных типа воздуха, которые можно разделить на морские и континентальные:
1. Экваториальный воздух. Температура составляет от 25 до 30 градусов по Цельсию, а содержание влаги высокое.
2. Тропический воздух. Морской тропический воздух имеет высокое содержание влаги и температуру около 25 градусов по Цельсию. Континентальный тропический воздух имеет низкую влажность и температуру более 50 градусов по Цельсию.
3. Полярный воздух. Морской полярный воздух всегда влажный, относительно горячий зимой и холодный летом.Континентальный полярный воздух очень сухой и холодный зимой. Температура может опускаться ниже -50 градусов по Цельсию. Летом этот тип воздуха теплый, но все же очень сухой.
4. Арктический воздух. Этот тип воздуха очень холодный. Зимой морской арктический воздух теплее континентального арктического воздуха.

Что такое ветер?

Ветер — это воздух, который находится в движении. Воздух движется вследствие различных видов давления воздуха на землю. Направление и сила ветра могут сильно различаться. Силу ветра часто называют сторонами света.
Сила ветра выражается числом, называемым числом Бофорта, по шкале Бофорта. Сила ветра всегда определяется примерно в десяти метрах над землей.

Описание скорости ветра в соответствии с масштабом Борада

9 1-3

7

28-33 8 34-40 9

2

2 Скорость ветра
(метров в секунду)

0

безветренной

<1

1

Маленький ветер

2

Маленький ветер

4-6

3

7-10

4

2 11-16

5

9002

9002

3

9032 22-27

Грубый ветер

ураганный ветер

шторм

41-47

2 10

9003

  • 2 48-55

  • Очень тяжелый шторм

    56- 63

    12

    Ураган

    >63

    Проще говоря, ветер существует потому, что солнечная радиация нагревает землю.Тепло и горячий воздух поднимаются вверх, заставляя воздух в атмосфере двигаться. Это движение известно как ветер. При этом движении воздуха теплый воздух переносится от экватора к полюсам, а холодный – обратно к экватору. Этот эффект заставляет экватор охлаждаться, а полюса немного нагреваться, чтобы предотвратить экстремальные температуры. Помимо ветра, океаны также способствуют распространению тепла.
    Воздух не движется напрямую от экватора к полюсам и обратно, как можно было ожидать. Вращательные движения земли влияют на направление ветра.Следовательно, ветер, дующий с экватора на Северный полюс, немного поворачивается на восток. Ветер, который дует от экватора к Южному полюсу, немного повернут на запад. Ветер всегда называют по направлению, откуда он дует. Ветер от экватора до Северного полюса называется западным ветром. Горячий воздух, который дует от экватора к полюсам, остывает на своем пути.

    С 30 о северной и южной широты воздух опускается обратно на земную поверхность. Не весь воздух оттуда будет унесен обратно к экватору.

    Ветер дует по кругу, называемому ячейкой. На Земле мы можем различать три вида ячеек:
    — ячейка Хэдли — это ячейка между экватором и 30 o северной и южной широты. Ветер в этой ячейке, расположенной у поверхности земли, называется пассатом.
    — Ячейка Феррелла расположена между 30 o и 60 o северной и южной широты. Ветер в этой камере зимой дует сильнее. На границе 30 o широты ветер стихает и дует в сторону полюсов.На 60 o широты воздух поднимается, и ветер дует обратно к границе 30 o широты. Не весь ветер дует обратно, часть ветра из ячейки Феррелла поглощается ячейкой Полюса.
    — Полюсная ячейка расположена на полюсах, до 60 o северной и южной широты. На широте 60 o воздух поднимается вверх, но над полюсами воздух опускается. Ветры в полярной ячейке обычно холодные и сухие.

    Это только впечатление от того, как дует ветер на земле.Земля состоит не только из воды, но и из суши. Земля влияет на направление ветра. Это приводит к тому, что ветер может дуть в разных направлениях в отдельных регионах.

    Что такое атмосферное давление?

    Воздух воздействует на предметы определенной силой, называемой давлением воздуха. Весь воздух, находящийся в атмосфере, давит на землю за счет силы магнитного притяжения земли. Воздушное давление применяется к каждому объекту и форме жизни на земле, таким как столы, крыши и дома, а также к людям, животным и растениям.Вы не заметите этого давления воздуха, потому что внутри вашего тела есть сила, которая создает такое же сильное давление на воздух вокруг вас. Под столом давление равно давлению на стол, иначе он бы сразу рухнул.
    Атмосферное давление определяется как давление, которое оказывает общий вес столба воздуха на участок земли площадью один квадратный метр (1 м 2 ). Единицей давления является Паскаль (Па).
    Самое высокое давление воздуха находится в нижней части атмосферы, прямо над землей.Выше в атмосфере атмосферное давление уменьшается. На земле вы испытываете давление большого количества частиц воздуха; выше в воздухе присутствует меньше частиц, оказывающих на вас давление.
    Среднее атмосферное давление на Земле составляет 1013 гПа. Это не точное число, поэтому оно может немного варьироваться. Люди вряд ли это заметят, потому что их тела приспосабливаются к новым атмосферным давлениям. Однако некоторые люди более чувствительны к изменениям атмосферного давления. У этих людей изменение атмосферного давления может вызвать мигрень.



    Назад к FAQ air index

    Если у вас есть другие вопросы, касающиеся воздуха и подготовки воздуха, пожалуйста, свяжитесь с нами!

    воздух | Национальное географическое общество

    Воздух — это невидимая смесь газов, окружающая Землю. Воздух содержит важные вещества, такие как кислород и азот, которые необходимы большинству видов для выживания. Люди, безусловно, являются одним из таких видов. Иногда вместо слова «воздух» используется слово «атмосфера».

    Стандартный сухой воздух — это состав газов, из которых состоит воздух на уровне моря. Является стандартной научной единицей измерения. Стандартный сухой воздух состоит из азота, кислорода, аргона, углекислого газа, неона, гелия, криптона, водород и ксенон. Он не включает водяной пар, так как количество пара меняется в зависимости от влажности и температуры. Поскольку воздушные массы постоянно движутся, стандарт сухого воздуха не точен везде одновременно.

    Азот и кислород составляют около 99 процентов. воздуха Земли.Людям и другим животным для жизни необходим кислород. Углекислый газ, от которого зависят растения, составляет менее 0,04 процента.

    Растения и животные производят газы, необходимые другим для жизни. Растениям нужен углекислый газ — люди и другие животные выдыхают углекислый газ как отходы. Людям и другим животным нужен кислород — растения производят кислород во время важного процесса, называемого фотосинтезом, который превращает солнечную энергию в питательные вещества.

    Водяной пар в воздухе иногда виден в виде облаков.Вода попадает в атмосферу в результате круговорота воды. Круговорот воды также приносит молекулы в воздухе в океаны, озера и реки.

    Некоторые газы в воздухе появляются в результате извержений вулканов. Извержения вулканов выбрасывают газы из недр Земли. Наиболее распространенным газом, испускаемым вулканами, является водяной пар. Другие газы, такие как окись углерода и двуокись серы, токсичны для большинства организмов. Однако некоторые организмы питаются этими газами. На дне океана обитают бактерии, которым для выживания не нужен кислород или солнечный свет.Другими словами, им не нужен воздух. Эти странные организмы создают свои собственные питательные вещества, используя сероводород, а не углекислый газ. Сероводород поступает из трещин или отверстий в земной коре.


    Воздух меняется по мере того, как вы поднимаетесь все выше и выше в атмосферу. Воздух становится «разреженным» по мере подъема на высоту, потому что там наверху меньше молекул воздуха. Альпинистам часто приходится использовать баллоны с кислородом, когда они поднимаются выше 3800 метров (12 500 футов), потому что в атмосфере недостаточно кислорода для дыхания большинства людей.Высокие горы, такие как гора Эверест (8 848 метров или 29 035 футов) в Непале и Китае, усеяны пустыми кислородными баллонами, которые альпинисты выбрасывают, когда они израсходованы.

    Высоко в стратосфере, слое атмосферы Земли, находится особая молекула воздуха, называемая озоном. Озон состоит из трех атомов кислорода. Массивное скопление этих молекул называется озоновым слоем. Озоновый слой блокирует вредные ультрафиолетовые или УФ-лучи, поэтому мощное солнечное излучение наносит меньший вред живым существам на Земле.

    К сожалению, загрязнение воздуха негативно влияет на воздух, которым мы дышим. Загрязнение воздуха происходит, когда в воздух попадают вредные побочные продукты, такие как выхлопы автомобилей. Эти загрязняющие вещества могут засорять атмосферу смогом, сочетанием дыма и тумана. Они также могут создавать токсичные облака пыли. Другие загрязнители воздуха, такие как метан и избыточное количество углекислого газа, могут нарушать баланс молекул в воздухе, способствуя глобальному потеплению.

    Неатмосферный воздух

    Сжатый воздух — это воздух, находящийся под постоянным давлением, например, на уровне моря.Самолеты обычно герметизированы на уровне земли, чтобы пассажиры могли дышать без баллонов с воздухом.

    Часто давление сжатого воздуха превышает нормальное. Аквалангисты используют сжатый воздух для дыхания под водой. Канистры с воздухом позволяют дайверам вдыхать через трубку и выдыхать в воду.

    Пневматика – это наука и работа со сжатым воздухом и другими газами. Область применения пневматики весьма обширна. Пневматические тормоза в автомобилях, грузовиках и поездах используют сжатый воздух для замедления вращения колес и остановки транспортных средств.Органы труб используют сжатый воздух под разным давлением для создания разных музыкальных нот.

    Атмосфера | Национальное географическое общество

    Посмотрите вверх. Путь вверх. Облака, которые вы видите в небе, ветер, качающий деревья или флаг на школьном дворе, даже солнечный свет, который вы чувствуете на своем лице, — все это результат земной атмосферы.

    Земная атмосфера простирается от поверхности планеты до высоты 10 000 километров (6 214 миль) выше. После этого атмосфера сливается с пространством.Не все ученые согласны с тем, где находится фактическая верхняя граница атмосферы, но они могут согласиться с тем, что основная часть атмосферы расположена близко к поверхности Земли — на расстоянии от восьми до 15 километров (от пяти до девяти миль).

    Хотя кислород необходим для большей части жизни на Земле, большая часть земной атмосферы не состоит из кислорода. Атмосфера Земли состоит примерно из 78 процентов азота, 21 процента кислорода, 0,9 процента аргона и 0,1 процента других газов. Следовые количества углекислого газа, метана, водяного пара и неона — некоторые из других газов, которые составляют оставшийся 0.1 процент.

    Атмосфера делится на пять разных слоев в зависимости от температуры. Слой, ближайший к поверхности Земли, — это тропосфера, простирающаяся примерно от семи до 15 километров (от пяти до 10 миль) от поверхности. Тропосфера самая толстая на экваторе и намного тоньше на Северном и Южном полюсах. Большая часть массы всей атмосферы содержится в тропосфере — примерно от 75 до 80 процентов. Большая часть водяного пара в атмосфере вместе с частицами пыли и пепла находится в тропосфере, что объясняет, почему большая часть земных облаков расположена в этом слое.Температура в тропосфере понижается с высотой.

    Стратосфера — это следующий слой от поверхности Земли. Он простирается от вершины тропосферы, называемой тропопаузой, до высоты примерно 50 километров (30 миль). Температура в стратосфере увеличивается с высотой. Высокая концентрация озона, молекулы, состоящей из трех атомов кислорода, составляет озоновый слой стратосферы. Этот озон поглощает часть поступающего солнечного излучения, защищая жизнь на Земле от потенциально вредного ультрафиолетового (УФ) света, и отвечает за повышение температуры на высоте.

    Верхняя часть стратосферы называется стратопаузой. Выше этого находится мезосфера, которая достигает примерно 85 километров (53 мили) над поверхностью Земли. С высотой температура в мезосфере снижается. На самом деле самые низкие температуры в атмосфере наблюдаются в верхней части мезосферы — около -90°C (-130°F). Атмосфера здесь тонкая, но все же достаточно плотная, чтобы метеоры сгорали при прохождении через мезосферу, создавая то, что мы называем «падающими звездами».Верхняя граница мезосферы называется мезопаузой.

    Термосфера расположена над мезопаузой и простирается примерно на 600 километров (372 мили). О термосфере известно немногое, за исключением того, что температура увеличивается с высотой. Солнечное излучение делает верхние области термосферы очень горячими, достигая температуры до 2000°C (3600°F).

    Самый верхний слой, который смешивается с тем, что считается космическим пространством, называется экзосферой.Сила притяжения Земли здесь настолько мала, что молекулы газа улетучиваются в космическое пространство.

     

    Каждый наш вздох — Европейское агентство по охране окружающей среды

    Атмосфера — это газообразная масса, окружающая нашу планету и разделенная на слои с различной плотностью газов. Самый тонкий и нижний (приземный) слой известен как тропосфера. Именно здесь живут растения и животные и происходят наши погодные условия. Его высота достигает около 7 километров на полюсах и 17 километров на экваторе.

    Как и остальная часть атмосферы, тропосфера динамична. В зависимости от высоты воздух имеет разную плотность и разный химический состав. Воздух постоянно перемещается по земному шару, пересекая океаны, а также обширные участки суши. Ветры могут переносить мелкие организмы, в том числе бактерии, вирусы, семена и инвазивные виды, в новые места.

    То, что мы называем воздухом, состоит из…

    Сухой воздух состоит примерно из 78 % азота, 21 % кислорода и 1 % аргона. В воздухе также есть водяной пар, составляющий от 0.1 % и 4 % тропосферы. Более теплый воздух обычно содержит больше водяного пара, чем более холодный.

    Воздух также содержит очень небольшое количество других газов, известных как следовые газы, включая двуокись углерода и метан. Концентрации таких второстепенных газов в атмосфере обычно измеряются в частях на миллион (частей на миллион). Например, концентрация двуокиси углерода, одного из наиболее заметных и распространенных следовых газов в атмосфере, оценивалась примерно в 391 ppm, или 0,0391 %, в 2011 году (показатель концентрации в атмосфере ЕАОС).

    Кроме того, существуют тысячи других газов и частиц (включая сажу и металлы), выбрасываемых в атмосферу из природных и искусственных источников.

    Состав воздуха в тропосфере постоянно меняется. Некоторые вещества в воздухе обладают высокой реакционной способностью; другими словами, они имеют более высокую склонность к взаимодействию с другими веществами с образованием новых. Когда одни из этих веществ вступают в реакцию с другими, они могут образовывать «вторичные» загрязнители, вредные для нашего здоровья и окружающей среды.Тепло, в том числе солнечное, обычно является катализатором, ускоряющим или запускающим химические реакции.

    (c) Стивен Минхардт, ImaginAIR/EEA

    То, что мы называем загрязнением воздуха

    Не все вещества в воздухе считаются загрязнителями. В целом загрязнение воздуха определяется как наличие определенных загрязняющих веществ в атмосфере на уровнях, которые неблагоприятно влияют на здоровье человека, окружающую среду и наше культурное наследие (здания, памятники и материалы).В контексте законодательства рассматривается только загрязнение из антропогенных источников, хотя загрязнение может быть определено более широко в других контекстах.

    Не все загрязнители воздуха поступают из техногенных источников. Многие природные явления, включая извержения вулканов, лесные пожары и песчаные бури, выбрасывают в атмосферу загрязнители воздуха. Частицы пыли могут перемещаться довольно далеко в зависимости от ветра и облаков. Независимо от того, искусственные они или природные, попав в атмосферу, эти вещества могут принимать участие в химических реакциях и способствовать загрязнению воздуха.Ясное небо и хорошая видимость не обязательно являются признаками чистого воздуха.

    Несмотря на значительные улучшения в последние десятилетия, загрязнение воздуха в Европе продолжает наносить вред нашему здоровью и окружающей среде. В частности, загрязнение твердыми частицами и загрязнение озоном представляют серьезную опасность для здоровья граждан Европы, влияя на качество жизни и сокращая продолжительность жизни. Но разные загрязняющие вещества имеют разные источники и воздействие. Стоит подробнее остановиться на основных загрязнителях.

    Когда крошечные частицы парят в воздухе

    Твердые частицы (ТЧ) — это загрязнитель воздуха, наносящий наибольший вред здоровью человека в Европе. Думайте о ТЧ как о частицах, настолько легких, что они могут парить в воздухе. Некоторые из этих частиц настолько малы (от одной тридцатой до одной пятой диаметра человеческого волоса), что не только проникают глубоко в наши легкие, но и попадают в наш кровоток, как и кислород.

    Некоторые частицы выбрасываются прямо в атмосферу.Другие возникают в результате химических реакций с участием газов-предшественников, а именно диоксида серы, оксидов азота, аммиака и летучих органических соединений.

    Эти частицы могут состоять из различных химических компонентов, и их влияние на наше здоровье и окружающую среду зависит от их состава. Некоторые тяжелые металлы и токсичные металлоиды, такие как мышьяк, кадмий, ртуть и никель, также могут быть обнаружены в твердых частицах.

    Недавнее исследование Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) показывает, что загрязнение мелкими частицами (PM 2.5 , т. е. твердые частицы диаметром не более 2,5 микрон) могут представлять большую опасность для здоровья, чем предполагалось ранее.

    Согласно «Обзору фактических данных о медицинских аспектах загрязнения воздуха», проведенному ВОЗ, длительное воздействие мелких частиц может вызвать атеросклероз, неблагоприятные исходы родов и детские респираторные заболевания. Исследование также предполагает возможную связь с развитием нервной системы, когнитивной функцией и диабетом и усиливает причинно-следственную связь между PM 2.5 и смерти от сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний.

    В зависимости от своего химического состава частицы также могут влиять на глобальный климат, нагревая или охлаждая планету. Например, черный углерод, один из распространенных компонентов сажи, содержащийся в основном в виде мелких частиц (менее 2,5 микрон в диаметре), возникает в результате неполного сгорания топлива — как ископаемого топлива, так и сжигания древесины. В городских районах выбросы черного углерода в основном связаны с автомобильным транспортом, в частности с дизельными двигателями.Помимо воздействия на здоровье, черный углерод в твердых частицах способствует изменению климата, поглощая солнечное тепло и нагревая атмосферу.

    (c) Анджей Боченски, ImaginAIR/EEA

    Озон: когда три атома кислорода связываются вместе

    Озон — это особая и высокореактивная форма кислорода, состоящая из трех атомов кислорода. В стратосфере — одном из верхних слоев атмосферы — озон защищает нас от опасного ультрафиолетового излучения Солнца.Но в самом нижнем слое атмосферы — тропосфере — озон на самом деле является важным загрязнителем, влияющим на здоровье людей и природу.

    Приземный озон образуется в результате сложных химических реакций между газами-предшественниками, такими как оксиды азота и неметановые летучие органические соединения. Метан и окись углерода также играют роль в его образовании.

    Озон мощный и агрессивный. Высокий уровень озона вызывает коррозию материалов, зданий и живых тканей. Это снижает способность растений проводить фотосинтез и препятствует поглощению ими углекислого газа.Это также ухудшает воспроизводство и рост растений, что приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и сокращению роста лесов. В организме человека вызывает воспаление легких и бронхов.

    При воздействии озона наш организм пытается предотвратить его попадание в легкие. Этот рефлекс уменьшает количество кислорода, которое мы вдыхаем. Вдыхание меньшего количества кислорода заставляет наше сердце работать интенсивнее. Таким образом, для людей, уже страдающих сердечно-сосудистыми или респираторными заболеваниями, такими как астма, эпизоды с высоким содержанием озона могут быть изнурительными и даже фатальными.

    Что еще в смеси?

    Озон и ТЧ – не единственные загрязнители воздуха, вызывающие озабоченность в Европе. Наши автомобили, грузовики, электростанции и другие промышленные объекты нуждаются в энергии. Почти все транспортные средства и сооружения используют ту или иную форму топлива и сжигают его для получения энергии.

    Сгорание топлива обычно изменяет форму многих веществ, в том числе азота — самого распространенного газа в нашей атмосфере. При взаимодействии азота с кислородом в воздухе образуются оксиды азота (в том числе диоксид азота NO 2 ).Когда азот вступает в реакцию с атомами водорода, образуется аммиак (NH 3 ), который является еще одним загрязнителем воздуха с серьезными неблагоприятными последствиями для здоровья человека и природы.

    На самом деле, процессы горения выделяют множество других загрязнителей воздуха, от диоксида серы и бензола до монооксида углерода и тяжелых металлов. Некоторые из этих загрязняющих веществ оказывают кратковременное воздействие на здоровье человека. Другие, в том числе некоторые тяжелые металлы и стойкие органические загрязнители, накапливаются в окружающей среде.Это позволяет им попасть в нашу пищевую цепочку и в конечном итоге оказаться на наших тарелках.

    Другие загрязняющие вещества, такие как бензол, могут повредить генетический материал клеток и вызвать рак в случае длительного воздействия. Поскольку бензол используется в качестве добавки к бензину, около 80 % бензола выбрасывается в атмосферу в Европе в результате сжигания топлива, используемого транспортными средствами.

    Другой известный канцерогенный загрязнитель, бенз(а)пирен (BaP), высвобождается в основном при сжигании древесины или угля в бытовых печах.Выхлопные газы автомобилей, особенно дизельных, являются еще одним источником БаП. Помимо того, что он вызывает рак, BaP также может вызывать раздражение глаз, носа, горла и бронхов. BaP обычно находится в виде мелких частиц.

    Измерение воздействия на здоровье человека

    Хотя загрязнение воздуха влияет на всех, оно не влияет на всех в одинаковой степени и одинаковым образом. Больше людей подвержены загрязнению воздуха в городских районах из-за более высокой плотности населения.Некоторые группы более уязвимы, в том числе люди, страдающие сердечно-сосудистыми и респираторными заболеваниями, люди с реактивными дыхательными путями и аллергией на дыхательные пути, пожилые люди и младенцы.

    «Загрязнение воздуха затрагивает всех жителей как развитых, так и развивающихся стран, — говорит Мари-Эв Эру из Европейского регионального бюро Всемирной организации здравоохранения. «Даже в Европе по-прежнему большая часть населения подвергается воздействию уровней, превышающих наши рекомендации по качеству воздуха.

    Нелегко оценить весь ущерб, наносимый нашему здоровью и окружающей среде загрязнением воздуха. Однако существует множество исследований, посвященных различным секторам или источникам загрязнения.

    Согласно проекту Aphekom, совместно финансируемому Европейской комиссией, загрязнение воздуха в Европе приводит к сокращению продолжительности жизни примерно на 8,6 месяца на человека.

    Для оценки затрат на загрязнение воздуха можно использовать некоторые экономические модели. Эти модели обычно включают затраты на здоровье, вызванные загрязнением воздуха (потеря производительности, дополнительные медицинские расходы и т. д.).), а также расходы, связанные с более низкой урожайностью и повреждением некоторых материалов. Однако такие модели не учитывают все издержки общества, связанные с загрязнением воздуха.

    Но даже с их ограничениями такие оценки затрат дают представление о величине ущерба. Почти 10 000 промышленных предприятий по всей Европе сообщают о количестве различных загрязняющих веществ, которые они выбрасывают в атмосферу, в Европейский регистр выбросов и переноса загрязнителей (E-PRTR). Основываясь на этих общедоступных данных, ЕАОС подсчитало, что загрязнение воздуха от 10 000 крупнейших загрязняющих объектов в Европе стоило европейцам от 102 до 169 миллиардов евро в 2009 году.Важно отметить, что только 191 объект несет ответственность за половину общей стоимости ущерба.

    Существуют также исследования, оценивающие возможные выгоды, которые могут быть получены за счет улучшения качества воздуха. Например, исследование Aphekom прогнозирует, что снижение среднегодовых уровней PM 2,5 до рекомендуемых уровней Всемирной организации здравоохранения приведет к конкретному увеличению ожидаемой продолжительности жизни. Ожидается, что достижение только этой цели приведет к возможным выигрышам в диапазоне от 22 месяцев в среднем на человека в Бухаресте и 19 месяцев в Будапеште до 2 месяцев в Малаге и менее половины месяца в Дублине.

    Воздействие азота на природу

    Загрязнение воздуха влияет не только на здоровье человека. Различные загрязнители воздуха по-разному воздействуют на широкий спектр экосистем. Однако избыток азота представляет особую опасность.

    Азот является одним из основных питательных веществ, содержащихся в окружающей среде, которые необходимы растениям для здорового роста и выживания. Он может растворяться в воде и затем поглощается растениями через их корневую систему. Поскольку растения потребляют большое количество азота и истощают его запасы в почве, фермеры и садоводы обычно используют удобрения, чтобы добавить в почву питательные вещества, в том числе азот, для повышения урожайности.

    Азот в воздухе имеет аналогичный эффект. При попадании в водоемы или почвы дополнительный азот может работать на пользу определенным видам в экосистемах с ограниченным количеством питательных веществ, таких как так называемые «чувствительные экосистемы» с их уникальной флорой и фауной. Избыток питательных веществ в этих экосистемах может полностью изменить баланс между видами и привести к утрате биоразнообразия в пострадавшем районе. В пресноводных и прибрежных экосистемах он также может способствовать цветению водорослей.

    Реакция экосистем на избыточное осаждение азота известна как эвтрофикация. За последние два десятилетия площадь чувствительной экосистемы, затронутой эвтрофикацией, в ЕС сократилась лишь незначительно. И сегодня почти половина общей территории, отнесенной к уязвимым экосистемам, по оценкам, подвержена риску эвтрофикации.

    Соединения азота также способствуют подкислению пресных вод или лесных почв, влияя на виды, зависящие от этих экосистем. Подобно последствиям эвтрофикации, новые условия жизни могут благоприятствовать одним видам в ущерб другим.

    ЕС удалось значительно сократить площадь уязвимых экосистем, затронутых подкислением, главным образом благодаря значительному сокращению выбросов диоксида серы. Только несколько горячих точек в ЕС, в частности в Нидерландах и Германии, сталкиваются с проблемами закисления.

    (c) Леона Матушкова, ImaginAIR/EEA

    «Охраняемая ландшафтная зона Йизерские горы, расположенная в северной части Чешской Республики, относится к региону, который в прошлом был печально известен как «Черный треугольник» из-за сильного загрязнения воздуха.
    Леона Матушкова, Чехия

    Загрязнение без границ

    Хотя некоторые районы и страны могут испытывать более серьезное воздействие на здоровье населения или окружающую среду, чем другие, загрязнение воздуха представляет собой глобальную проблему.

    Глобальные ветры означают, что загрязнители воздуха перемещаются по всему миру. Часть загрязнителей воздуха и их прекурсоров, обнаруженных в Европе, выбрасывается в Азию и Северную Америку. Точно так же часть загрязняющих веществ, выбрасываемых в воздух в Европе, переносится в другие регионы и континенты.

    То же самое верно и в меньшем масштабе. Качество воздуха в городских районах, как правило, зависит от качества воздуха в прилегающих сельских районах и наоборот.

    «Мы постоянно дышим и подвергаемся воздействию загрязненного воздуха — будь то в помещении или на улице», — говорит Эрик Лебрет из Национального института общественного здравоохранения и окружающей среды (RIVM) в Нидерландах. «Куда бы мы ни пошли, мы дышим воздухом, который загрязнен целым рядом загрязняющих веществ на уровнях, при которых иногда можно ожидать неблагоприятных последствий для здоровья.К сожалению, нет места, где мы могли бы дышать только чистым воздухом».

    Дополнительная информация

    Как воздух, которым мы дышим, был создан тектоническими плитами Земли

    Каким образом на Земле образовалась атмосфера, которая сделала возможным развитие жизни? Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, связывает происхождение богатой азотом атмосферы Земли с теми же тектоническими силами, которые вызывают горообразование и вулканизм на нашей планете. Это в какой-то степени объясняет, почему по сравнению с нашими ближайшими соседями, Венерой и Марсом, воздух Земли богаче азотом.

    Химический состав воздуха, которым мы дышим, частично является результатом миллиардов лет фотосинтеза. Растительная жизнь превратила наш мир из мира, окутанного богатой углекислым газом атмосферой, как на Марсе или Венере, в мир со значительным содержанием кислорода. Около пятой части воздуха состоит из кислорода, а почти все остальное — из азота. Но происхождение относительно высокого содержания азота в земном воздухе остается загадкой.

    Геофизики Сами Михаил и Дмитрий Сверженски из Института Карнеги в Вашингтоне рассчитали, что должен делать азот, когда он проходит через горные породы недр Земли в результате циклического взбалтывания тектоники плит.Активные вулканы не только выбрасывают вулканические породы и перегретый пепел, когда они извергают расплавленные породы в воздух, они также выпускают огромное количество газа из недр Земли. Последние извержения в Исландии, например, были отмечены количеством сернистых паров, которые они выбрасывали.

    Наряду с серой, паром и углекислым газом вулканы рядом с границами активных тектонических плит выбрасывают в воздух огромное количество азота. Михаил и Сверженский объясняют это химией того, что происходит под этими вулканическими корнями.

    Пузырьки азота вверх

    По мере того, как океаническая кора погружается (то есть утягивается под континентальную кору) в глубины Земли в результате цикла тектоники плит, она высвобождает «летучие» элементы в горные породы наверху. Эти летучие элементы содержат азот, и его судьба может заключаться в том, чтобы либо оказаться запертым в минералах, либо выбрасываться в виде газа в атмосферу. Химический состав вышележащих пород решает судьбу летучих.

    Извержение вулкана в Холухрауне, Исландия, активное с прошлого месяца, ежедневно выбрасывает огромные облака пара, углекислого газа и двуокиси серы.Саймон Редферн/Кембриджский университет

    Азот глубоко в земной коре имеет тенденцию образовывать ионы аммония (NH 4 + ), которые легко включаются в твердые силикатные минералы. Силикатные минералы являются одними из самых распространенных минералов в земной коре. Предполагается, что это происходит с большей частью азота на Земле и почти со всем азотом на Венере и Марсе. Но когда эти силикатные минералы реагируют при определенных условиях, например, в присутствии кислорода или кислородсодержащих соединений, молекулы аммония распадаются на смесь воды (H 2 O) и азота (N 2 ).Последний затем попадает на поверхность и в атмосферу через вулканические жерла.

    Марс и Венера не имеют тектоники плит и относительно мало азота. Богатая азотом атмосфера, которая сделала Землю домом для жизни тысячи миллионов лет назад, по-видимому, возникла из-за того, что сама планета является геологически активным зверем. Субдукция, движущая сила тектоники плит, также создает химический реактор для производства глубинного азота. Те же самые силы, которые движут формированием гор и континентов, океанов и островов, также ответственны за нашу атмосферу и биосферу.

    Полученные данные свидетельствуют о том, что азот впервые начал накапливаться в атмосфере более трех миллиардов лет назад или около того, и подразумевает, что в то время на Земле уже была активна тектоника плит. Это согласуется с другими оценками того, как долго Земля была активной планетой, и резко контрастирует с геологически застойной картиной Марса и Венеры, которую мы имеем. Результаты дают новое представление о предпосылках, определяющих вероятный характер жизни планет вокруг далеких звезд в других частях Вселенной.

    Отслаивание слоев атмосферы

    Атмосфера Земли — наш естественный щит от суровых условий космоса, включая все, от метеоритов и падающих спутников до смертельного ультрафиолетового излучения Солнца. Он также содержит воздух, которым мы дышим, погоду, с которой мы сталкиваемся, и помогает регулировать планетарную температуру.

    Атмосфера состоит из слоев газов, называемых «воздухом», которые окружают планету и удерживаются гравитацией Земли.

    «Воздух» — это общее название комбинации газов, используемых организмами для дыхания и фотосинтеза.По объему сухой воздух содержит 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,039% углекислого газа и меньшее количество различных других газов, а также различное количество водяного пара. Однако состав воздуха и атмосферное давление неодинаковы во всей атмосфере и варьируются на разных высотах, что дает атмосфере 5 различных основных слоев.

     

    Слои атмосферы

    Тропосфера

    Начиная с поверхности Земли, тропосфера простирается примерно на семь миль вверх.Это слой, в котором мы живем, и он содержит большую часть того, что мы считаем «атмосферой», включая воздух, которым мы дышим, и почти всю погоду и облака, которые мы видим. В тропосфере температура воздуха понижается по мере подъема.

    Стратосфера

    Этот слой существует на высоте от 7 до 31 мили над поверхностью Земли. В отличие от тропосферы внизу, температура воздуха фактически увеличивается с высотой, что делает воздух стратифицированным. Когда это возможно, коммерческие реактивные самолеты летают в нижних слоях стратосферы, чтобы избежать турбулентности, характерной для тропосферы из-за конвекции.

    Мезосфера

    Третий слой атмосферы Земли, мезосфера, простирается от 31 до 50 миль в высоту (высота, на которой вы считаетесь космонавтом по стандартам США). Считается одним из самых холодных мест на Земле, средняя температура составляет около -120°F. В этом слое сгорает большинство метеоров при входе в атмосферу Земли, и это самая высокая точка, на которой может образоваться облако.

    Термосфера

    Находится на линии Кармана и простирается на высоте от 50 до 440 миль над поверхностью Земли. Термосфера представляет собой предпоследний слой атмосферы.Термосфера — это место, где высокоэнергетическое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение начинают поглощаться, вызывая значительные колебания температуры. Температура здесь сильно зависит от солнечной активности и может колебаться от -184°F до 3630°F.

    Leave a Reply

    Ваш адрес email не будет опубликован.