Die Hauptbestandteile der atmosphärischen Luft sind Sauerstoff (ca. 21%), Stickstoff (78%), Kohlendioxid (0,03-0,04%), Wasserdampf, Inertgase, Ozon, Wasserstoffperoxid (ca. 1%).

Sauerstoff ist der wichtigste Bestandteil der Luft. Unter seiner direkten Beteiligung laufen alle oxidativen Prozesse im menschlichen und tierischen Körper ab. In Ruhe verbraucht eine Person etwa 350 ml Sauerstoff pro Minute, und bei schwerer körperlicher Arbeit steigt die verbrauchte Sauerstoffmenge um ein Vielfaches.

Die eingeatmete Luft enthält 20,7–20,9 % Sauerstoff und die ausgeatmete Luft etwa 15–16 %. Somit absorbiert das Gewebe des Körpers etwa 1/4 des Sauerstoffs, der in der Zusammensetzung der eingeatmeten Luft vorhanden ist.

In der Atmosphäre ändert sich der Sauerstoffgehalt nicht wesentlich. Pflanzen absorbieren Kohlendioxid und bauen es ab, um Kohlenstoff zu absorbieren, während der freigesetzte Sauerstoff in die Atmosphäre abgegeben wird. Die Quelle der Sauerstoffbildung ist auch die photochemische Zersetzung von Wasserdampf in der oberen Atmosphäre unter dem Einfluss von ultravioletter Strahlung der Sonne. Um eine konstante Zusammensetzung der atmosphärischen Luft zu gewährleisten, ist auch die Durchmischung der Luftströme in den unteren Schichten der Atmosphäre wichtig. Die Ausnahme bilden hermetisch abgeschlossene Räume, in denen der Sauerstoffgehalt durch den langen Aufenthalt von Personen erheblich abnehmen kann (U-Boote, Unterstände, Druckkabinen von Flugzeugen usw.).

Für den Körper ist der Partialdruck* des Sauerstoffs wichtig und nicht sein absoluter Gehalt in der eingeatmeten Luft. Dies liegt daran, dass der Sauerstoffübergang von der Alveolarluft zum Blut und vom Blut zur Gewebsflüssigkeit unter dem Einfluss einer Partialdruckdifferenz erfolgt. Der Sauerstoffpartialdruck nimmt mit zunehmender Höhe über dem Meeresspiegel ab (Tabelle 1).

Tabelle 1. Sauerstoffpartialdruck in verschiedenen Höhen

Von großer Bedeutung ist die Verwendung von Sauerstoff zur Behandlung von Krankheiten, die mit Sauerstoffmangel einhergehen (Sauerstoffzelte, Inhalatoren).

Kohlendioxid. Der Gehalt an Kohlendioxid in der Atmosphäre ist ziemlich konstant. Diese Konstanz erklärt sich aus ihrer Zirkulation in der Natur. Trotz der Tatsache, dass die Zerfallsprozesse und die Lebenstätigkeit des Organismus mit der Freisetzung von Kohlendioxid einhergehen, kommt es nicht zu einer signifikanten Erhöhung seines Gehalts in der Atmosphäre, da Kohlendioxid von Pflanzen aufgenommen wird. Gleichzeitig geht Kohlenstoff in den Aufbau organischer Substanzen über und Sauerstoff gelangt in die Atmosphäre. Ausgeatmete Luft enthält bis zu 4,4 % Kohlendioxid.

Kohlendioxid ist ein physiologischer Erreger des Atemzentrums und wird daher bei der künstlichen Beatmung in geringen Mengen der Luft zugesetzt. In großen Mengen kann es narkotisch wirken und zum Tod führen.

Kohlendioxid hat auch hygienische Bedeutung. Nach seinem Inhalt wird die Reinheit der Luft in Wohn- und öffentlichen Räumen (dh Räumen, in denen sich Menschen aufhalten) beurteilt. Wenn sich Menschen in schlecht belüfteten Räumen ansammeln, steigt parallel zur Ansammlung von Kohlendioxid in der Luft der Gehalt an anderen menschlichen Abfallprodukten, die Lufttemperatur steigt und ihre Luftfeuchtigkeit steigt.

Es wurde festgestellt, dass, wenn der Kohlendioxidgehalt in der Raumluft 0,07-0,1% überschreitet, die Luft einen unangenehmen Geruch annimmt und den Funktionszustand des Körpers stören kann.

Die Parallelität von Änderungen der aufgeführten Lufteigenschaften in Wohngebäuden und eine Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration sowie die einfache Bestimmung ihres Gehalts ermöglichen die Verwendung dieses Indikators zur hygienischen Bewertung der Luftqualität und der Effizienz von Belüftung in öffentlichen Räumen.

Stickstoff und andere Gase. Stickstoff ist der Hauptbestandteil der atmosphärischen Luft. Im Körper liegt es im Blut und in Gewebeflüssigkeiten gelöst vor, nimmt aber nicht an chemischen Reaktionen teil.

Gegenwärtig ist experimentell festgestellt worden, dass Luftstickstoff unter erhöhten Druckbedingungen bei Tieren eine Störung der neuromuskulären Koordination, nachfolgende Erregung und einen narkotischen Zustand verursacht. Forscher beobachteten ähnliche Phänomene bei Tauchern. Die Verwendung eines Helium-Sauerstoff-Gemisches zur Taucheratmung ermöglicht es, die Tauchtiefe ohne ausgeprägte Vergiftungserscheinungen auf 200 m zu erhöhen.

Bei elektrischen Blitzentladungen und unter dem Einfluss ultravioletter Sonnenstrahlen bildet sich in der Luft eine geringe Menge anderer Gase. Ihr hygienischer Wert ist relativ gering.

* Der Partialdruck eines Gases in einem Gasgemisch ist der Druck, den ein bestimmtes Gas erzeugen würde, wenn es das gesamte Volumen des Gemisches einnehmen würde.

Wir alle wissen sehr gut, dass kein einziges Lebewesen ohne Luft auf der Erde leben kann. Luft ist für uns alle lebensnotwendig. Jeder, vom Kind bis zum Erwachsenen, weiß, dass es ohne Luft unmöglich ist, zu überleben, aber nicht jeder weiß, was Luft ist und woraus sie besteht. Luft ist also ein Gasgemisch, das man nicht sehen oder berühren kann, aber wir alle wissen genau, dass es um uns herum ist, obwohl wir es praktisch nicht bemerken. In unserem Labor ist es möglich, Forschungen anderer Art durchzuführen.

Wir können die Luft nur spüren, wenn wir einen starken Wind spüren oder uns in der Nähe des Ventilators befinden. Woraus besteht Luft, und sie besteht aus Stickstoff und Sauerstoff und nur zu einem kleinen Teil aus Argon, Wasser, Wasserstoff und Kohlendioxid. Wenn wir die Zusammensetzung der Luft in Prozent betrachten, dann beträgt Stickstoff 78,08 Prozent, Sauerstoff 20,94 Prozent, Argon 0,93 Prozent, Kohlendioxid 0,04 Prozent, Neon 1,82 * 10-3 Prozent, Helium 4,6 * 10-4 Prozent, Methan 1,7 * 10 -4 Prozent, Krypton 1,14*10-4 Prozent, Wasserstoff 5*10-5 Prozent, Xenon 8,7*10-6 Prozent, Lachgas 5*10-5 Prozent.

Der Sauerstoffgehalt in der Luft ist sehr hoch, da es sich um Sauerstoff handelt, der für das Leben des menschlichen Körpers notwendig ist. Sauerstoff, der beim Atmen in der Luft beobachtet wird, dringt in die Zellen des menschlichen Körpers ein und nimmt am Oxidationsprozess teil, wodurch Energie freigesetzt wird, die zum Leben benötigt wird. Außerdem wird Sauerstoff, der sich in der Luft befindet, auch zum Verbrennen von Kraftstoff benötigt, der Wärme erzeugt, sowie zum Gewinnen mechanischer Energie in Verbrennungsmotoren.

Bei der Verflüssigung werden der Luft auch Inertgase entzogen. Wie viel Sauerstoff ist in der Luft, wenn Sie sich den Prozentsatz ansehen, dann beträgt Sauerstoff und Stickstoff in der Luft 98 Prozent. Wenn man die Antwort auf diese Frage kennt, stellt sich eine andere, welche gasförmigen Stoffe noch in der Luft enthalten sind.

So bestätigte 1754 ein Wissenschaftler namens Joseph Black, dass die Luft aus einer Mischung von Gasen besteht und nicht aus einer homogenen Substanz, wie früher angenommen wurde. Die Zusammensetzung der Luft auf der Erde umfasst Methan, Argon, Kohlendioxid, Helium, Krypton, Wasserstoff, Neon, Xenon. Es ist erwähnenswert, dass der Luftanteil je nach Wohnort leicht variieren kann.

Leider ist der Kohlendioxidanteil in Großstädten höher als beispielsweise in Dörfern oder Wäldern. Es stellt sich die Frage, wie viel Prozent Sauerstoff in der Luft in den Bergen ist. Die Antwort ist einfach, Sauerstoff ist viel schwerer als Stickstoff, daher wird es in den Bergen viel weniger in der Luft sein, weil die Sauerstoffdichte mit der Höhe abnimmt.

Der Sauerstoffgehalt der Luft

So gibt es hinsichtlich des Sauerstoffanteils in der Luft beispielsweise für den Arbeitsbereich gewisse Vorgaben. Damit eine Person voll arbeiten kann, liegt die Sauerstoffnorm in der Luft zwischen 19 und 23 Prozent. Beim Betrieb von Geräten in Unternehmen ist es unerlässlich, die Dichtheit der Geräte sowie verschiedener Maschinen zu überwachen. Wenn beim Testen der Luft in einem Raum, in dem Menschen arbeiten, die Sauerstoffanzeige unter 19 Prozent liegt, muss der Raum unbedingt verlassen und die Notbelüftung eingeschaltet werden. Sie können den Sauerstoffgehalt der Luft am Arbeitsplatz kontrollieren, indem Sie das EcoTestExpress-Labor einladen und recherchieren.

Lassen Sie uns nun definieren, was Sauerstoff ist.

Sauerstoff ist ein chemisches Element des Periodensystems der Elemente von Mendeleev, Sauerstoff hat keinen Geruch, keinen Geschmack, keine Farbe. Sauerstoff in der Luft ist sowohl für die menschliche Atmung als auch für die Verbrennung unerlässlich, denn es ist für niemanden ein Geheimnis, dass keine Materialien brennen, wenn keine Luft vorhanden ist. Die Zusammensetzung von Sauerstoff umfasst eine Mischung aus drei stabilen Nukliden, deren Massenzahlen 16, 17 und 18 sind.

Sauerstoff ist also das häufigste Element auf der Erde, in Bezug auf den Sauerstoffanteil liegt der größte Anteil in Silikaten, die etwa 47,4 Prozent der Masse der festen Erdkruste ausmachen. Auch im Meer- und Süßwasser der ganzen Erde ist eine riesige Menge Sauerstoff enthalten, nämlich 88,8 Prozent, während die Sauerstoffmenge in der Luft nur 20,95 Prozent beträgt. Es sollte auch beachtet werden, dass Sauerstoff Bestandteil von mehr als 1500 Verbindungen in der Erdkruste ist.

Was die Produktion von Sauerstoff betrifft, so wird dieser durch die Zerlegung von Luft bei niedrigen Temperaturen gewonnen. Dieser Vorgang läuft wie folgt ab, am Anfang komprimieren sie die Luft mit Hilfe eines Kompressors, während sie die Luft komprimieren, beginnt sie sich zu erwärmen. Die komprimierte Luft wird auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und nach dem Abkühlen kann sie sich frei ausdehnen.

Wenn die Expansion auftritt, beginnt die Gastemperatur stark zu fallen, nachdem die Luft abgekühlt ist, kann ihre Temperatur mehrere zehn Grad unter der Raumtemperatur liegen, diese Luft wird erneut komprimiert und die freigesetzte Wärme wird abgeführt. Nach mehreren Stufen der Luftkompression und -kühlung werden eine Reihe von Verfahren durchgeführt, bei denen reiner Sauerstoff ohne Verunreinigungen abgetrennt wird.

Und hier stellt sich eine andere Frage, was schwererer Sauerstoff oder Kohlendioxid ist. Die Antwort ist einfach natürlich, dass Kohlendioxid schwerer als Sauerstoff ist. Die Dichte von Kohlendioxid beträgt 1,97 kg/m3, während die Dichte von Sauerstoff 1,43 kg/m3 beträgt. Kohlendioxid spielt, wie sich herausstellt, eine der Hauptrollen im Leben allen Lebens auf der Erde und hat auch einen Einfluss auf den Kohlenstoffkreislauf in der Natur. Es ist erwiesen, dass Kohlendioxid an der Regulierung der Atmung sowie des Blutkreislaufs beteiligt ist.

Was ist Kohlendioxid?

Lassen Sie uns nun genauer definieren, was Kohlendioxid ist, und auch die Zusammensetzung von Kohlendioxid bezeichnen. Kohlendioxid ist also Kohlendioxid, ein farbloses Gas mit leicht säuerlichem Geruch und Geschmack. Was die Luft betrifft, so beträgt die Kohlendioxidkonzentration darin 0,038 Prozent. Die physikalischen Eigenschaften von Kohlendioxid bestehen darin, dass es bei normalem atmosphärischem Druck nicht in flüssigem Zustand vorliegt, sondern sofort vom festen in den gasförmigen Zustand übergeht.

Kohlendioxid im festen Zustand wird auch als Trockeneis bezeichnet. Bis heute ist Kohlendioxid ein Teilnehmer an der globalen Erwärmung. Kohlendioxid entsteht durch die Verbrennung verschiedener Stoffe. Es sei darauf hingewiesen, dass Kohlendioxid bei der industriellen Produktion in Flaschen gepumpt wird. In Flaschen gepumptes Kohlendioxid wird als Feuerlöscher sowie zur Herstellung von Sodawasser und auch in pneumatischen Waffen verwendet. Und auch in der Lebensmittelindustrie als Konservierungsmittel.

Zusammensetzung der eingeatmeten und ausgeatmeten Luft

Analysieren wir nun die Zusammensetzung der eingeatmeten und ausgeatmeten Luft. Lassen Sie uns zunächst definieren, was Atmung ist. Die Atmung ist ein komplexer kontinuierlicher Prozess, bei dem die Gaszusammensetzung des Blutes ständig aktualisiert wird. Die Zusammensetzung der Luft, die wir atmen, besteht zu 20,94 Prozent aus Sauerstoff, zu 0,03 Prozent aus Kohlendioxid und zu 79,03 Prozent aus Stickstoff. Aber die Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft beträgt schon jetzt nur noch 16,3 Prozent Sauerstoff, sogar 4 Prozent Kohlendioxid und 79,7 Prozent Stickstoff.

Es ist ersichtlich, dass sich die eingeatmete Luft von der ausgeatmeten Luft im Sauerstoffgehalt sowie in der Menge an Kohlendioxid unterscheidet. Das sind die Stoffe, aus denen die Luft besteht, die wir ein- und ausatmen. Somit ist unser Körper mit Sauerstoff gesättigt und gibt alles unnötige Kohlendioxid nach außen ab.

Trockener Sauerstoff verbessert die elektrischen und schützenden Eigenschaften der Folien durch die Abwesenheit von Wasser, sowie deren Verdichtung und Reduzierung der Raumladung. Außerdem kann trockener Sauerstoff unter normalen Bedingungen nicht mit Gold, Kupfer oder Silber reagieren. Um eine chemische Analyse der Luft oder andere Laboruntersuchungen durchzuführen, können Sie sich in unserem Labor "EcoTestExpress" anmelden.

Luft ist die Atmosphäre des Planeten, auf dem wir leben. Und wir haben immer die Frage, was in der Luft enthalten ist, die Antwort ist einfach eine Reihe von Gasen, wie es oben bereits beschrieben wurde, welche Gase und in welchem ​​​​Anteil in der Luft sind. Was den Gehalt an Gasen in der Luft betrifft, ist hier alles einfach und unkompliziert, das prozentuale Verhältnis für fast alle Gebiete unseres Planeten ist gleich.

Zusammensetzung und Eigenschaften der Luft

Luft besteht nicht nur aus einem Gemisch von Gasen, sondern auch aus verschiedenen Aerosolen und Dämpfen. Die prozentuale Zusammensetzung der Luft ist das Verhältnis von Stickstoff zu Sauerstoff und anderen Gasen in der Luft. Also, wie viel Sauerstoff ist in der Luft, die einfache Antwort ist nur 20 Prozent. Die Zusammensetzung des Gases, wie Stickstoff, enthält den Löwenanteil der gesamten Luft, und es ist erwähnenswert, dass Stickstoff bei erhöhtem Druck narkotische Eigenschaften zu haben beginnt.

Dies ist von nicht geringer Bedeutung, denn wenn Taucher arbeiten, müssen sie oft unter enormem Druck in der Tiefe arbeiten. Über Sauerstoff ist schon viel gesagt worden, denn er ist von großer Bedeutung für das menschliche Leben auf unserem Planeten. Es ist erwähnenswert, dass das Einatmen von Luft mit erhöhtem Sauerstoff durch eine Person in kurzer Zeit die Person selbst nicht beeinträchtigt.

Atmet eine Person jedoch längere Zeit Luft mit erhöhtem Sauerstoffgehalt ein, führt dies zu pathologischen Veränderungen im Körper. Ein weiterer Hauptbestandteil der Luft, über den bereits viel gesagt wurde, ist Kohlendioxid, wie sich herausstellt, kann ein Mensch ohne es nicht so gut leben wie ohne Sauerstoff.

Wenn es keine Luft auf der Erde gäbe, dann könnte kein einziger lebender Organismus auf unserem Planeten leben, geschweige denn irgendwie funktionieren. Leider fordern in der modernen Welt eine Vielzahl von Industrieanlagen, die unsere Luft verschmutzen, in letzter Zeit zunehmend die Notwendigkeit, die Umwelt zu schützen und die Reinheit der Luft zu überwachen. Daher sollten häufige Luftmessungen durchgeführt werden, um festzustellen, wie sauber sie ist. Wenn Sie den Eindruck haben, dass die Luft in Ihrem Zimmer nicht sauber genug ist und äußere Faktoren dafür verantwortlich sind, können Sie sich jederzeit an das EcoTestExpress-Labor wenden, das alle erforderlichen Analysen (Forschung) durchführt und eine Aussage über die Reinheit von macht die Luft, die du atmest.

Atmosphärische Luft ist ein Gemisch verschiedener Gase - Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf, Ozon, Edelgase usw. Der wichtigste Bestandteil der Luft ist Sauerstoff. Die eingeatmete Luft enthält 20,7 % Sauerstoff. Es ist notwendig für die Durchführung von oxidativen Prozessen im Körper. Eine Person verbraucht etwa 12 Liter Sauerstoff pro Stunde, der Bedarf steigt bei körperlicher Arbeit. Der Sauerstoffgehalt in geschlossenen Räumen unter 17% ist ein ungünstiger Indikator, bei 13-14% tritt Sauerstoffmangel auf, bei 7-8% - Tod. In der ausgeatmeten Luft beträgt die Sauerstoffmenge 15-16%.

Kohlendioxid (CO2) ist normalerweise 0,03-0,04 % der Luft. Ausgeatmete Luft enthält 100 mal mehr Kohlenstoff, d.h. 3-4%. Der maximal zulässige Gehalt an Kohlendioxid in der Raumluft beträgt 0,1 %. Bei unzureichender Belüftung von Räumen mit vielen Menschen erreicht der Kohlendioxidgehalt 0,8 %. Bei 1-1,5 % CO2 kommt es zu einer Verschlechterung der Gesundheit, ein höherer CO2-Gehalt in der Luft kann zu erheblichen gesundheitlichen Problemen führen. Die Verringerung der CO2-Konzentration in der Luft ist nicht gefährlich.

Stickstoff (N2) ist in der Luft zu 78,97 - 79,2 % enthalten. Es nimmt nicht an den Stoffwechselprozessen lebender Organismen teil und dient als Verdünnungsmittel für andere Gase, hauptsächlich Sauerstoff. Luftstickstoff ist in der Natur am Stickstoffkreislauf beteiligt.

Ozon (O3) ist in der erdnahen Luft meist in sehr geringen Dosen (0,01-0,06 mg/m3) enthalten. Es entsteht bei elektrischen Entladungen während eines Gewitters. Je sauberer die Luft, desto mehr Ozon wird in den Bergen, in Nadelwäldern beobachtet. Ozon hat eine wohltuende Wirkung auf den menschlichen Körper. Ozon wird zur Wasserdesinfektion und Luftdesodorierung eingesetzt, da es durch die Freisetzung von atomarem Sauerstoff stark oxidierend wirkt.

Edelgase - Argon, Krypton und andere haben keine physiologische Bedeutung.
schädliche Verunreinigungen. Durch menschliche Aktivitäten gelangen gasförmige Verunreinigungen und Schwebstoffe in die Luft. Die häufigsten gasförmigen Luftschadstoffe sind Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Ammoniak und Stickoxide, Schwefelwasserstoff. In Gastronomiebetrieben ist eine Luftverschmutzung durch Produkte der unvollständigen Verbrennung von Brennstoff, Gasgemisch (in vergasten Küchen), beim Zerfall freigesetzte Gase (NH3, H2S), Ammoniak (bei Verwendung von Ammoniak-Kühlgeräten) möglich. Bei der Hitzebehandlung von Lebensmitteln ist die Freisetzung des hochgiftigen Stoffes Acrolein sowie flüchtiger Fettsäuren möglich.

Kohlenmonoxid (CO) entsteht bei unvollständiger Verbrennung von Kraftstoff, ist Bestandteil brennbarer Gasgemische, geruchlos und verursacht sowohl akute als auch chronische Vergiftungen. In vergasten Küchen sammelt es sich an, wenn Gas aus dem Netz austritt oder wenn es nicht vollständig verbrannt wird. Die maximal zulässige CO-Konzentration in der atmosphärischen Luft beträgt 1 mg/m3 (durchschnittlich pro Tag), während für den Arbeitsbereich je nach Arbeitsdauer ein Gehalt von 20–100 mg/m3 CO zulässig ist.

Im Gegensatz zu den heißen und kalten Planeten in unserem Sonnensystem gibt es auf dem Planeten Erde Bedingungen, die Leben in irgendeiner Form ermöglichen. Eine der Hauptbedingungen ist die Zusammensetzung der Atmosphäre, die allen Lebewesen die Möglichkeit gibt, frei zu atmen und vor der tödlichen Strahlung schützt, die im Weltraum herrscht.

Woraus besteht die Atmosphäre?

Die Atmosphäre der Erde besteht aus vielen Gasen. Im Grunde nimmt das 77% ein. Gas, ohne das Leben auf der Erde undenkbar ist, nimmt ein viel kleineres Volumen ein, der Sauerstoffgehalt in der Luft beträgt 21% des Gesamtvolumens der Atmosphäre. Die letzten 2 % sind eine Mischung verschiedener Gase, darunter Argon, Helium, Neon, Krypton und andere.

Die Erdatmosphäre steigt auf eine Höhe von 8.000 km. Atmbare Luft gibt es nur in der unteren Schicht der Atmosphäre, in der Troposphäre, die an den Polen 8 km nach oben und 16 km über dem Äquator reicht. Mit zunehmender Höhe wird die Luft dünner und desto mehr Sauerstoff wird verbraucht. Um zu berücksichtigen, wie hoch der Sauerstoffgehalt der Luft in verschiedenen Höhen ist, geben wir ein Beispiel. Auf dem Gipfel des Everest (Höhe 8848 m) hält die Luft dieses Gas dreimal weniger als über dem Meeresspiegel. Daher können die Eroberer hoher Berggipfel - Bergsteiger - nur mit Sauerstoffmasken auf die Spitze steigen.

Sauerstoff ist die Hauptbedingung für das Überleben auf dem Planeten

Zu Beginn der Existenz der Erde hatte die sie umgebende Luft dieses Gas nicht in ihrer Zusammensetzung. Dies war durchaus geeignet für das Leben der einfachsten - einzelligen Moleküle, die im Ozean schwammen. Sie brauchten keinen Sauerstoff. Der Prozess begann vor etwa 2 Millionen Jahren, als die ersten lebenden Organismen infolge der Reaktion der Photosynthese begannen, kleine Dosen dieses durch chemische Reaktionen gewonnenen Gases zunächst in den Ozean und dann in die Atmosphäre freizusetzen. Das Leben entwickelte sich auf dem Planeten und nahm eine Vielzahl von Formen an, von denen die meisten bis in unsere Zeit nicht überlebt haben. Einige Organismen haben sich schließlich an das Leben mit dem neuen Gas angepasst.

Sie lernten, seine Kraft sicher in der Zelle zu nutzen, wo es als Kraftwerk fungierte, um Energie aus der Nahrung zu gewinnen. Diese Art der Sauerstoffnutzung wird Atmung genannt, und wir tun dies jede Sekunde. Es war das Atmen, das die Entstehung komplexerer Organismen und Menschen ermöglichte. Über Millionen von Jahren ist der Sauerstoffgehalt in der Luft auf sein heutiges Niveau von etwa 21 % gestiegen. Die Ansammlung dieses Gases in der Atmosphäre trug zur Entstehung der Ozonschicht in einer Höhe von 8-30 km über der Erdoberfläche bei. Gleichzeitig wurde der Planet vor den schädlichen Auswirkungen ultravioletter Strahlen geschützt. Die Weiterentwicklung der Lebensformen zu Wasser und an Land beschleunigte sich durch die gesteigerte Photosynthese rasant.

anaerobes Leben

Obwohl sich einige Organismen an die steigenden Mengen des freigesetzten Gases angepasst haben, sind viele der einfachsten Lebensformen, die auf der Erde existierten, verschwunden. Andere Organismen überlebten, indem sie sich vor Sauerstoff versteckten. Einige von ihnen leben heute in den Wurzeln von Hülsenfrüchten und nutzen Stickstoff aus der Luft, um Aminosäuren für Pflanzen aufzubauen. Der tödliche Organismus Botulismus ist ein weiterer „Flüchtling“ vor Sauerstoff. Er überlebt ruhig in Vakuumverpackungen mit Konserven.

Welcher Sauerstoffgehalt ist optimal für das Leben

Frühgeborene, deren Lungen noch nicht vollständig zum Atmen geöffnet sind, fallen in spezielle Inkubatoren. In ihnen ist der Sauerstoffgehalt in der Luft volumenmäßig höher und statt der üblichen 21% wird hier sein Wert von 30-40% eingestellt. Kleinkinder mit schweren Atemproblemen werden von Luft mit 100 % Sauerstoffgehalt umgeben, um Schäden am Gehirn des Kindes zu vermeiden. Unter solchen Umständen zu sein, verbessert den Sauerstoffhaushalt von Geweben, die sich in einem Zustand der Hypoxie befinden, und normalisiert ihre Vitalfunktionen. Aber seine übermäßige Menge in der Luft ist genauso gefährlich wie sein Mangel. Zu viel Sauerstoff im Blut eines Kindes kann die Blutgefäße in den Augen schädigen und zu Sehverlust führen. Dies zeigt die Dualität der Eigenschaften des Gases. Wir müssen es atmen, um zu leben, aber sein Überschuss kann manchmal zu einem Gift für den Körper werden.

Oxidationsprozess

Wenn sich Sauerstoff mit Wasserstoff oder Kohlenstoff verbindet, findet eine Reaktion namens Oxidation statt. Dieser Prozess bewirkt, dass die organischen Moleküle, die die Grundlage des Lebens sind, zerfallen. Im menschlichen Körper läuft die Oxidation wie folgt ab. Rote Blutkörperchen sammeln Sauerstoff aus der Lunge und transportieren ihn durch den Körper. Es gibt einen Prozess der Zerstörung der Moleküle der Nahrung, die wir essen. Dieser Prozess setzt Energie, Wasser und Kohlendioxid frei. Letzteres wird von den Blutkörperchen wieder in die Lunge ausgeschieden und wir atmen es in die Luft aus. Eine Person kann ersticken, wenn sie länger als 5 Minuten am Atmen gehindert wird.

Atem

Betrachten Sie den Sauerstoffgehalt in der Luft, die wir atmen. Atmosphärische Luft, die beim Einatmen von außen in die Lunge gelangt, wird als eingeatmet bezeichnet, und die Luft, die beim Ausatmen durch die Atemwege austritt, als ausgeatmet.

Es ist eine Mischung aus Luft, die die Alveolen füllt, mit der Luft, die sich in den Atemwegen befindet. Die chemische Zusammensetzung der Luft, die ein gesunder Mensch unter natürlichen Bedingungen ein- und ausatmet, ändert sich praktisch nicht und wird in solchen Zahlen ausgedrückt.

Sauerstoff ist der Hauptbestandteil der Luft für das Leben. Änderungen in der Menge dieses Gases in der Atmosphäre sind gering. Wenn am Meer der Sauerstoffgehalt in der Luft bis zu 20,99 % beträgt, dann sinkt er selbst in der stark belasteten Luft von Industriestädten nicht unter 20,5 %. Solche Veränderungen zeigen keine Auswirkungen auf den menschlichen Körper. Physiologische Störungen treten auf, wenn der Sauerstoffanteil in der Luft auf 16-17% sinkt. Gleichzeitig gibt es eine klare, die zu einem starken Abfall der Vitalaktivität führt, und bei einem Sauerstoffgehalt in der Luft von 7-8% ist ein tödlicher Ausgang möglich.

Atmosphäre in verschiedenen Epochen

Die Zusammensetzung der Atmosphäre hat die Evolution schon immer beeinflusst. Zu unterschiedlichen geologischen Zeiten wurden aufgrund von Naturkatastrophen steigende oder fallende Sauerstoffwerte beobachtet, die eine Veränderung des Biosystems zur Folge hatten. Vor etwa 300 Millionen Jahren stieg sein Gehalt in der Atmosphäre auf 35 %, während der Planet von riesigen Insekten besiedelt war. Das größte Aussterben von Lebewesen in der Erdgeschichte geschah vor etwa 250 Millionen Jahren. Dabei starben mehr als 90 % der Meeresbewohner und 75 % der Landbewohner. Eine Version des Massensterbens besagt, dass der niedrige Sauerstoffgehalt in der Luft schuld war. Die Menge dieses Gases ist auf 12% gesunken und es befindet sich in der unteren Atmosphäre bis zu einer Höhe von 5300 Metern. In unserer Zeit erreicht der Sauerstoffgehalt in der atmosphärischen Luft 20,9 %, das sind 0,7 % weniger als vor 800.000 Jahren. Diese Zahlen werden von Wissenschaftlern der Princeton University bestätigt, die Proben des Grönland- und Atlantikeises untersuchten, die sich zu dieser Zeit bildeten. Das gefrorene Wasser speicherte die Luftblasen, und diese Tatsache hilft, den Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre zu berechnen.

Wie hoch ist seine Höhe in der Luft?

Eine aktive Aufnahme aus der Atmosphäre kann durch die Bewegung von Gletschern verursacht werden. Wenn sie sich entfernen, offenbaren sie riesige Bereiche organischer Schichten, die Sauerstoff verbrauchen. Ein weiterer Grund kann die Abkühlung des Wassers der Ozeane sein: Seine Bakterien nehmen Sauerstoff aktiver bei niedrigen Temperaturen auf. Die Forscher argumentieren, dass der industrielle Sprung und damit das Verbrennen einer riesigen Menge an Treibstoff keine besonderen Auswirkungen hat. Die Weltmeere kühlen seit 15 Millionen Jahren ab, und die Menge an lebenswichtiger Materie in der Atmosphäre hat unabhängig von menschlichen Einflüssen abgenommen. Wahrscheinlich finden auf der Erde einige natürliche Prozesse statt, die dazu führen, dass der Sauerstoffverbrauch höher wird als seine Produktion.

Einfluss des Menschen auf die Zusammensetzung der Atmosphäre

Reden wir über den Einfluss des Menschen auf die Zusammensetzung der Luft. Das Niveau, das wir heute haben, ist ideal für Lebewesen, der Sauerstoffgehalt in der Luft beträgt 21 %. Das Gleichgewicht von Kohlendioxid und anderen Gasen wird durch den Lebenszyklus in der Natur bestimmt: Tiere atmen Kohlendioxid aus, Pflanzen nutzen es und setzen Sauerstoff frei.

Es gibt jedoch keine Garantie dafür, dass dieses Niveau immer konstant bleibt. Die Menge an Kohlendioxid, die in die Atmosphäre freigesetzt wird, nimmt zu. Dies ist auf den Verbrauch von Kraftstoff durch die Menschheit zurückzuführen. Und wie Sie wissen, wurde es aus Fossilien organischen Ursprungs gebildet und Kohlendioxid gelangt in die Luft. Unterdessen werden die größten Pflanzen auf unserem Planeten, Bäume, in zunehmendem Maße zerstört. Kilometer Wald verschwinden in einer Minute. Das bedeutet, dass ein Teil des Sauerstoffs in der Luft allmählich abnimmt und Wissenschaftler bereits Alarm schlagen. Die Erdatmosphäre ist keine grenzenlose Speisekammer und Sauerstoff dringt nicht von außen in sie ein. Es hat sich die ganze Zeit zusammen mit der Entwicklung der Erde entwickelt. Es muss ständig daran erinnert werden, dass dieses Gas von der Vegetation im Prozess der Photosynthese durch den Verbrauch von Kohlendioxid produziert wird. Und jede signifikante Verringerung der Vegetation in Form von Entwaldung verringert zwangsläufig den Sauerstoffeintrag in die Atmosphäre und stört damit ihr Gleichgewicht.

Gewöhnliche atmosphärische Luft, die zum Atmen von Menschen und anderen Lebewesen geeignet ist, ist ein Gasgemisch aus mehreren Komponenten. Der Hauptteil seines Volumens ist Stickstoff, dessen Anteil etwa 78% erreicht. An zweiter Stelle in diesem Indikator steht Sauerstoff, der etwa 21% des Luftvolumens ausmacht. Insgesamt machen diese beiden Gase also etwa 99 % des Luftvolumens aus.

Die restlichen 1-1,5% des Volumens sind hauptsächlich Argon und Kohlendioxid sowie eine kleine Menge anderer Gase - Neon, Helium, Xenon und andere. Gleichzeitig beträgt der Kohlendioxidanteil in gewöhnlicher atmosphärischer Luft, der keinem Einfluss unterliegt, meistens etwa 0,3 Vol.-%.

Ausgeatmete Luft

Gleichzeitig unterscheidet sich die Zusammensetzung der Luft, die durch den menschlichen Atmungsprozess entsteht, in Bezug auf den Gehalt einer Reihe von Elementen erheblich von der ursprünglichen. Es ist also bekannt, dass der menschliche Körper beim Atmen Sauerstoff verbraucht, daher ist es natürlich, dass seine Menge in der ausgeatmeten Luft deutlich geringer ist als in der eingeatmeten Luft. Wenn die anfängliche Zusammensetzung der Luft etwa 21 % Sauerstoff enthielt, sind es in der Luft beim Ausatmen nur etwa 15,4 %.

Eine weitere wesentliche Veränderung, die beim Atmen in der Luft auftritt, betrifft den Gehalt an Kohlendioxid. Wenn also in der Luft, die in den menschlichen Körper eintritt, ihr Gehalt normalerweise 0,3% des Volumens nicht überschreitet, erreicht das Kohlendioxidvolumen in der den Körper verlassenden Luft 4%. Dies liegt daran, dass seine Organe und Gewebe während der Funktion des menschlichen Körpers Kohlendioxid abgeben, das während der Atmung ausgeschieden wird. Der Gehalt anderer Gase in der Ausatemluft ändert sich jedoch praktisch nicht gegenüber dem Original. Dies liegt daran, dass sie für den menschlichen Körper inaktiv sind, dh in keiner Weise mit ihm interagieren - sie werden nicht absorbiert und nicht ausgeschieden.

Es ist zu beachten, dass die von einer Person ausgeatmete Luft nicht nur ihre Zusammensetzung, sondern auch einige physikalische Eigenschaften verändert. Seine Temperatur nähert sich der Temperatur des menschlichen Körpers, die normalerweise 36,6 ° C beträgt. Wenn also eine Person kalte Luft einatmet, steigt ihre Temperatur, und wenn sie heiß ist, sinkt sie. Außerdem zeichnet sich die ausgeatmete Luft im Vergleich zur eingeatmeten Luft in der Regel durch eine höhere Luftfeuchtigkeit aus.