In Tabelle angegeben. 1.1 Die Zusammensetzung der atmosphärischen Luft unterliegt in geschlossenen Räumen vielfältigen Veränderungen. Zum einen ändert sich der prozentuale Anteil bestimmter wesentlicher Bestandteile, zum anderen treten zusätzliche Verunreinigungen auf, die für reine Luft nicht charakteristisch sind. In diesem Abschnitt werden wir Änderungen in der Gaszusammensetzung und ihre zulässigen Abweichungen vom Normalzustand erörtern.

Die wichtigsten Gase für das menschliche Leben sind Sauerstoff und Kohlendioxid, die am Gasaustausch eines Menschen mit der Umwelt beteiligt sind. Dieser Gasaustausch findet hauptsächlich in der menschlichen Lunge während der Atmung statt. Der Gasaustausch über die Hautoberfläche ist etwa 100-mal geringer als über die Lunge, da die Körperoberfläche eines Erwachsenen etwa 1,75 m2 und die Oberfläche der Lungenbläschen etwa 200 m2 beträgt. Der Atmungsprozess wird von der Bildung von Wärme im menschlichen Körper in einer Menge von 4,69 bis 5,047 (durchschnittlich 4,879) kcal pro 1 Liter absorbiertem Sauerstoff (in Kohlendioxid überführt) begleitet. Zu beachten ist, dass nur ein kleiner Teil des in der Atemluft enthaltenen Sauerstoffs (ca. 20 %) aufgenommen wird. Wenn also in der atmosphärischen Luft ungefähr 21% Sauerstoff vorhanden sind, sind es in der von einer Person ausgeatmeten Luft ungefähr 17%. Typischerweise ist die ausgeatmete Kohlendioxidmenge geringer als die aufgenommene Sauerstoffmenge. Das Verhältnis der von einer Person abgegebenen Kohlendioxidmenge und des aufgenommenen Sauerstoffs wird als Atmungskoeffizient (RC) bezeichnet, der normalerweise zwischen 0,71 und 1 liegt. Wenn sich eine Person jedoch in einem Zustand starker Erregung befindet oder sehr harte Arbeit verrichtet , der ROC kann sogar größer als eins sein.

Die Menge an Sauerstoff, die eine Person benötigt, um eine normale Lebensaktivität aufrechtzuerhalten, hängt hauptsächlich von der Intensität der von ihr verrichteten Arbeit ab und wird durch den Grad der Nerven- und Muskelspannung bestimmt. Die Aufnahme von Sauerstoff durch das Blut erfolgt am besten bei einem Partialdruck von etwa 160 mm Hg. Art., die bei einem Atmosphärendruck von 760 mm Hg. Kunst. entspricht dem normalen Sauerstoffanteil in der atmosphärischen Luft, also 21 %.

Aufgrund der Anpassungsfähigkeit des menschlichen Körpers kann auch bei geringeren Sauerstoffmengen eine normale Atmung beobachtet werden.

Wenn die Verringerung des Sauerstoffgehalts in der Luft durch Inertgase (z. B. Stickstoff) erfolgt, ist eine deutliche Verringerung der Sauerstoffmenge möglich - bis zu 12%.

In geschlossenen Räumen geht eine Abnahme des Sauerstoffgehalts jedoch nicht mit einer Zunahme der Inertgaskonzentration einher, sondern mit einer Anreicherung von Kohlendioxid. Unter diesen Bedingungen sollte der maximal zulässige Mindestsauerstoffgehalt in der Luft viel höher sein. Üblicherweise wird für diese Konzentration ein Sauerstoffgehalt von 17 Vol.-% als Norm angenommen. Im Allgemeinen sinkt der Sauerstoffanteil in Innenräumen nie auf dieses Niveau, da die Kohlendioxidkonzentration viel früher den Grenzwert erreicht. Daher ist es praktisch wichtiger, die maximal zulässigen Normen für den Gehalt von nicht Sauerstoff, sondern von Kohlendioxid in geschlossenen Räumen festzulegen.

Kohlendioxid CO2 ist ein farbloses Gas mit leicht säuerlichem Geschmack und Geruch; es ist 1,52 mal schwerer als Luft, leicht giftig. Die Anreicherung von Kohlendioxid in der Raumluft führt zu Kopfschmerzen, Schwindel, Schwäche, Gefühlsverlust und sogar Bewusstlosigkeit.

Es wird angenommen, dass in atmosphärischer Luft die Kohlendioxidmenge 0,03 Vol.-% beträgt. Das gilt für den ländlichen Raum. In der Luft großer Industriezentren ist sein Gehalt normalerweise höher. Für Berechnungen wird eine Konzentration von 0,04 % angenommen. Die Ausatemluft eines Menschen enthält etwa 4 % Kohlendioxid.

Ohne schädliche Folgen für den menschlichen Körper können Kohlendioxidkonzentrationen weit über 0,04 % in der Raumluft toleriert werden.

Der Wert der maximal zulässigen Kohlendioxidkonzentration hängt von der Aufenthaltsdauer von Personen in einem bestimmten geschlossenen Raum und von der Art ihrer Beschäftigung ab. Beispielsweise kann für versiegelte Unterstände, in denen gesunde Menschen für einen Zeitraum von nicht mehr als 8 Stunden untergebracht werden, eine Norm von 2 % als maximal zulässige CO2-Konzentration angenommen werden. Bei einem kurzen Aufenthalt von Personen kann dieser Satz erhöht werden. Die Fähigkeit einer Person, sich in einer Umgebung mit hohen Kohlendioxidkonzentrationen aufzuhalten, beruht auf der Fähigkeit des menschlichen Körpers, sich an verschiedene Bedingungen anzupassen. Bei einer CO2-Konzentration von mehr als 1 % beginnt eine Person deutlich mehr Luft einzuatmen. So verdoppelt sich bei einer CO2-Konzentration von 3% die Atmung auch in Ruhe, was an sich bei einem relativ kurzen Aufenthalt in einer solchen Luft einer Person keine spürbaren negativen Folgen hat. Wenn sich eine Person ausreichend lange (3 oder mehr Tage) in einem Raum mit einer CO2-Konzentration von 3 % aufhält, droht ihr Bewusstlosigkeit.

Bei längerem Aufenthalt von Personen in geschlossenen Räumen und wenn Personen die eine oder andere Arbeit verrichten, sollte der Wert der maximal zulässigen Kohlendioxidkonzentration deutlich unter 2% liegen. Er kann zwischen 0,1 und 1 % schwanken. Ein Kohlendioxidgehalt von 0,1 % kann auch für gewöhnliche drucklose Räumlichkeiten von Gebäuden und Bauwerken für verschiedene Zwecke als akzeptabel angesehen werden. Eine niedrigere Kohlendioxidkonzentration (in der Größenordnung von 0,07 bis 0,08) sollte nur für die Räumlichkeiten von medizinischen Einrichtungen und Kindereinrichtungen vorgeschrieben werden.

Wie aus dem Folgenden deutlich wird, werden die Anforderungen an den Kohlendioxidgehalt in der Luft von Gebäuden im Erdgeschoss normalerweise leicht erfüllt, wenn die Quellen seiner Freisetzung Menschen sind. Anders stellt sich die Frage, wenn sich Kohlendioxid in Industriegebäuden infolge bestimmter technologischer Prozesse ansammelt, z. B. in Hefe-, Brau- und Hydrolysegeschäften. In diesem Fall werden 0,5 % als maximal zulässige Kohlendioxidkonzentration angenommen.

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 Waldzerstörung verringert zwangsläufig den Sauerstoffeintrag in die Atmosphäre und stört damit ihr Gleichgewicht.

Die Zusammensetzung der Luft auf der Erde ist einer der Gründe für unser Leben. Ohne Luft lebt eine Person nur drei Minuten und nach 10 tritt der klinische Tod ein.

Während wir atmen, leben wir. Kein anderer Planet im Sonnensystem hat eine so enge Beziehung zwischen Chemie und Biologie. Unsere Welt ist einzigartig.

Je nach Gebiet beträgt das Volumen des Hauptbestandteils des lebenswichtigen Gases 16 bis 20 Prozent - dies ist Sauerstoff, dessen Formel O 2 lautet. Seine Variation wird im Weltraum als "Frische" nach einem Gewitter empfunden - das ist Ozon O 3.

In diesem Artikel erfahren Sie alle Geheimnisse der Lufthülle der Erde. Was wird aus der Welt ohne eine Komponente? Welchen Schaden kann es anrichten? Wie wirkt sich eine leichte Verschlechterung der Atmosphäre auf das Leben aus?

Was ist Luft

Die alten Griechen verwendeten zwei Wörter als Definition für Luft: Calamus, was die unteren Schichten der Atmosphäre (Dim) bedeutete, und Äther bedeutete die hellen oberen Schichten der Atmosphäre (transzendentaler Raum).

In der Alchemie ist das Symbol für Luft ein Dreieck, das durch eine horizontale Linie in zwei Teile geteilt wird.

In der modernen Welt würde ihm eine solche Definition passen - ein Gasgemisch, das den Planeten umgibt und vor dem Eindringen von Sonnenstrahlung und großen Dosen ultravioletter Strahlung schützt.

In einer mehrmillionenjährigen Entwicklungszeit hat der Planet gasförmige Stoffe umgewandelt und einen einzigartigen, kaum sichtbaren Schutzschild geschaffen. Ihr Massenanteil ist für den Weltraum unvergleichbar klein.

Nichts anderes hat einen Einfluss auf die Entstehung der Welt. Wenn wir uns daran erinnern, dass ein Teil der Luftmassen Sauerstoff ist, was wird dann ohne ihn auf der Erde passieren? Gebäude und Bauwerke werden einstürzen.

Metallbrücken und andere Strukturen, die Millionen von Touristen faszinieren, werden aufgrund der geringen Anzahl von Sauerstoffmolekülen (in dieser Situation nahe Null) zu einem einzigen Klumpen. Das Leben aller lebenden Organismen auf dem Planeten wird sich verschlechtern und einige werden zum Tod führen.

Meere und Ozeane, die in Form von Wasserstoff verdampfen, werden verschwinden. Und wenn der Planet wie der Mond wird, wird ein Strahlungsfeuer herrschen, das die Überreste der Flora verbrennt, denn ohne Sauerstoff wird die Temperatur sehr stark ansteigen, aber ohne die Atmosphäre gibt es keinen Schutz vor der Sonne.

Woraus besteht luft

Fast die gesamte Erdatmosphäre besteht aus nur fünf Gasen: Stickstoff, Sauerstoff, Wasserdampf, Argon und Kohlendioxid.

Darin sind auch andere Gemische enthalten, jedoch wird aus Gründen der Übersichtlichkeit die chemische Zusammensetzung des Wasserdampfes nicht betrachtet. Es ist erwähnenswert, dass es in der Luftmasse nicht mehr als fünf Prozent einnimmt.

Zusammensetzung der Luft in Prozent

Idealerweise besteht die in einem Gefäß gesammelte Luft aus:

• 78 Prozent aus Stickstoff;
• 16 - 20 Prozent Sauerstoff;
• 1 Prozent Argon;
• drei Hundertstel Prozent Kohlendioxid;
• ein Tausendstel Prozent Neon;
• 0,0002 Prozent Methan.

Die kleineren Komponenten sind:

• Helium - 0,000524 %;
• Krypton - 0,000114 %;
• Wasserstoff - H2 0,00005 %;
• Xenon - 0,0000087 %;
• Ozon O 3 – 0,000007 %;
• Stickstoffdioxid - 0,000002 %;
• Jod - 0,000001 %;
• Kohlenmonoxid;
• Ammoniak.

Zusammensetzung der eingeatmeten und ausgeatmeten Luft

Die Atmung hat Vorrang vor anderen menschlichen Bedürfnissen. Aus dem Schulunterricht weiß jeder, dass der Mensch Sauerstoff einatmet und Kohlendioxid ausatmet. Obwohl im Leben neben reinem O 2 auch andere Stoffe in der Luft vorhanden sind.

Einatmen Ausatmen. Ein ähnlicher Zyklus wiederholt sich etwa 22.000 Mal am Tag, wobei Sauerstoff verbraucht wird, was die Vitalität des menschlichen Körpers aufrechterhält. Das Problem ist, dass empfindliches Lungengewebe durch Luftverschmutzung, Reinigungslösungen, Fasern, Dämpfe und Staub angegriffen wird.

In der ersten Hälfte des Artikels ging es um die Reduzierung von Sauerstoff, aber was passiert mit einer Erhöhung? Eine Verdoppelung der Konzentration des Hauptgases würde zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bei Autos führen.

Durch das Einatmen von mehr Sauerstoff würde eine Person psychisch viel positiver werden. Für einige Insekten würde ein günstiges Klima es ihnen jedoch ermöglichen, an Größe zuzunehmen. Es gibt eine Reihe von Theorien, die dies vorhersagen. Es scheint, dass niemand eine Spinne von der Größe eines Hundes treffen möchte, und man kann nur über das Wachstum großer Vertreter phantasieren.

Durch das Einatmen von weniger Schwermetallen könnte die Menschheit eine Reihe komplexer Krankheiten besiegen, aber ein solches Projekt wird viel Mühe erfordern. Es gibt ein ganzes Programm, das darauf abzielt, ein praktisches Paradies auf Erden zu schaffen: in jedem Haus, Zimmer, Stadt oder Land. Sein Ziel ist es, die Atmosphäre sauberer zu machen und Menschen vor gefährlicher Arbeit in Bergwerken und Hüttenwerken zu bewahren. Ein Ort, an dem Arbeitsplätze von Meistern ihres Fachs besetzt würden.

Es ist wichtig, dass es möglich ist, saubere, von der Industrie unberührte Luft einzuatmen, aber dies erfordert den politischen oder besser weltweiten Willen. In der Zwischenzeit wird fleißig nach Geld und billigen (schmutzigen) Technologien gesucht, nur der Stadtsmog muss noch eingeatmet werden. Wie lange dies dauern wird, ist unbekannt.

Eine Karte ermöglicht es Ihnen, die atmosphärische Luft der Hauptstadt unseres Landes, die von mehr als einem Dutzend Menschen eingeatmet wird, visuell zu beurteilen.

Hygienewert atmosphärischer Luft

Offiziell kann Luftverschmutzung als der Gehalt an Schadstoffen in der Luft oder Partikeln oder mikroskopisch kleinen biologischen Molekülen definiert werden, die eine Gesundheitsgefährdung für lebende Organismen darstellen: Menschen, Tiere oder Pflanzen.

Das Ausmaß der Luftverschmutzung an einem bestimmten Ort hängt hauptsächlich von der Quelle oder den Quellen der Verschmutzung ab. Das beinhaltet:

• Fahrzeugabgase;
• Kohlekraftwerke;
• Industrieanlagen und andere Verschmutzungsquellen.

All dies speit verschiedene Arten von gefährlichen Substanzen und Toxinen in die Luft und überschreitet die Norm um das Zehn- und manchmal Hundertfache. In Kombination mit natürlichen Quellen – Vulkanen, Geysiren etc. – entsteht ein tödlicher Cocktail aus giftigen Luftmassen, der gemeinhin als „Smog“ bezeichnet wird.

Die Beweise für die Schuld jeder Person sind eindeutig. Unsere persönlichen Entscheidungen und unsere Industrie können sich nachteilig auf das dringend benötigte Gas auswirken. Für ein Jahrhundert des technologischen Durchbruchs hat die Natur es geschafft zu leiden, was bedeutet, dass Rache unvermeidlich ist.

Durch steigende Emissionen nähert sich die Menschheit dem Abgrund, aus dem es kein Zurück mehr gibt und nicht mehr geben kann. Bevor es zu spät ist, sollte zumindest etwas korrigiert werden. Es ist bewiesen, dass alternative industrielle Technologien dazu beitragen können, die Luft in Moskau, St. Petersburg, Tokio, Berlin und jeder anderen Großstadt zu reinigen.

Hier sind einige Lösungen:

1. Ersetzen Sie in Autos Benzin durch Strom, und der Himmel über der Stadt wird ein wenig schöner.
2. Entfernen Sie Kohlekraftwerke aus den Städten, lassen Sie sie in die Geschichte des Landes eingehen, beginnen Sie, die Energie der Sonne, des Wassers und des Windes zu nutzen. Dann fliegt nach dem Regen kein Ruß aus dem Schornstein der nächsten Anlage, sondern es riecht nur nach „Frische“.
3. Pflanzen Sie einen Baum im Park. Wenn Tausende dies tun, werden Asthmatiker und Depressive aufhören, Krankenhäuser auf der Suche nach einem einzigartigen Rezept aus den Lippen eines Psychologen zu besuchen.

Reservieren wir gleich, Stickstoff in der Luft nimmt einen großen Teil ein, die chemische Zusammensetzung des restlichen Anteils ist jedoch sehr interessant und vielfältig. Kurz gesagt, die Liste der Hauptelemente ist wie folgt.

Wir werden jedoch auch einige Erklärungen zu den Funktionen dieser chemischen Elemente geben.

1. Stickstoff

Der Stickstoffgehalt in der Luft beträgt 78 Vol.-% und 75 Massenprozent, dh dieses Element dominiert in der Atmosphäre, hat den Titel eines der häufigsten auf der Erde und kommt außerdem außerhalb des Menschen vor Lebensraumzone - auf Uranus, Neptun und in interstellaren Räumen. Wie viel Stickstoff in der Luft ist, haben wir bereits herausgefunden, es bleibt die Frage nach seiner Funktion. Stickstoff ist für die Existenz von Lebewesen notwendig, er ist Bestandteil von:

• Proteine;
• Aminosäuren;
• Nukleinsäuren;
• Chlorophyll;
• Hämoglobin usw.

Im Durchschnitt bestehen etwa 2 % einer lebenden Zelle nur aus Stickstoffatomen, was erklärt, warum in der Luft so viel Stickstoff in Prozent von Volumen und Masse vorhanden ist.
Auch Stickstoff gehört zu den Inertgasen, die der atmosphärischen Luft entzogen werden. Daraus wird Ammoniak synthetisiert, das zur Kühlung und für andere Zwecke verwendet wird.

2. Sauerstoff

Der Sauerstoffgehalt in der Luft ist eine der beliebtesten Fragen. Lassen Sie uns bei der Intrige bleiben und zu einer lustigen Tatsache abschweifen: Sauerstoff wurde zweimal entdeckt - 1771 und 1774 ging der Verdienst für die Entdeckung des Elements jedoch aufgrund der unterschiedlichen Veröffentlichungen der Entdeckung auf den englischen Chemiker Joseph Priestley. der tatsächlich Sauerstoff als zweites isolierte. Der Sauerstoffanteil in der Luft schwankt also um 21 Vol.-% und 23 Masse-%. Zusammen mit Stickstoff bilden diese beiden Gase 99 % der Erdluft. Der Sauerstoffanteil in der Luft ist jedoch geringer als der von Stickstoff, und dennoch haben wir keine Atemprobleme. Tatsache ist, dass die Sauerstoffmenge in der Luft speziell für die normale Atmung optimal berechnet wird. In seiner reinen Form wirkt dieses Gas wie ein Gift auf den Körper, führt zu Funktionsstörungen des Nervensystems, Atemversagen und Durchblutung. Gleichzeitig wirkt sich der Sauerstoffmangel auch negativ auf die Gesundheit aus und verursacht Sauerstoffmangel und alle damit verbundenen unangenehmen Symptome. Also, wie viel Sauerstoff in der Luft enthalten ist, so viel wird für eine gesunde volle Atmung benötigt.

3. Argon

Argon in der Luft nimmt den dritten Platz ein, es hat keinen Geruch, keine Farbe und keinen Geschmack. Eine signifikante biologische Rolle dieses Gases wurde nicht identifiziert, aber es hat eine narkotische Wirkung und gilt sogar als Doping. Aus der Atmosphäre extrahiertes Argon wird in der Industrie, Medizin, zur Schaffung einer künstlichen Atmosphäre, zur chemischen Synthese, zur Brandbekämpfung, zur Herstellung von Lasern usw. verwendet.

4. Kohlendioxid

Kohlendioxid bildet die Atmosphäre von Venus und Mars, sein Anteil in der Erdluft ist viel geringer. Gleichzeitig ist im Ozean eine riesige Menge Kohlendioxid enthalten, die regelmäßig von allen atmenden Organismen zugeführt und durch die Arbeit der Industrie emittiert wird. Im menschlichen Leben wird Kohlendioxid in der Brandbekämpfung, der Lebensmittelindustrie als Gas und als Lebensmittelzusatzstoff E290 - ein Konservierungsmittel und Backpulver - verwendet. Kohlendioxid ist in fester Form eines der bekanntesten Trockeneis-Kältemittel.

5. Neon

Das gleiche mysteriöse Licht von Diskolichtern, hellen Schildern und modernen Scheinwerfern verwendet das fünfthäufigste chemische Element, das Menschen auch einatmen – Neon. Wie viele Inertgase hat Neon bei einem bestimmten Druck eine narkotische Wirkung auf eine Person, aber es ist dieses Gas, das bei der Vorbereitung von Tauchern und anderen Personen verwendet wird, die unter erhöhtem Druck arbeiten. Auch Neon-Helium-Mischungen werden in der Medizin bei Atemwegserkrankungen eingesetzt, Neon selbst wird zur Kühlung, bei der Herstellung von Signalleuchten und eben diesen Neonlampen verwendet. Entgegen dem Klischee ist Neonlicht jedoch nicht blau, sondern rot. Alle anderen Farben ergeben Lampen mit anderen Gasen.

6. Methan

Methan und Luft haben eine sehr alte Geschichte: In der Primäratmosphäre war Methan schon vor dem Erscheinen des Menschen in viel größeren Mengen vorhanden. Jetzt ist dieses Gas, das gewonnen und als Brennstoff und Rohstoff in der Produktion verwendet wird, nicht so weit in der Atmosphäre verteilt, wird aber immer noch von der Erde emittiert. Die moderne Forschung stellt die Rolle von Methan in der Atmung und im Leben des menschlichen Körpers fest, aber es gibt noch keine maßgeblichen Daten zu diesem Thema.

7. Helium

Wenn man sich ansieht, wie viel Helium in der Luft ist, wird jeder verstehen, dass dieses Gas nicht zu den wichtigsten gehört. Tatsächlich ist es schwierig, die biologische Bedeutung dieses Gases zu bestimmen. Mal abgesehen von der komischen Stimmverzerrung beim Einatmen von Helium aus einem Ballon 🙂 In der Industrie ist Helium jedoch weit verbreitet: in der Metallurgie, der Lebensmittelindustrie, zum Befüllen von Ballons und meteorologischen Sonden, in Lasern, Kernreaktoren usw.

8. Krypton

Wir sprechen nicht über den Geburtsort von Superman 🙂 Krypton ist ein Inertgas, das dreimal schwerer als Luft ist, chemisch inert ist, aus der Luft extrahiert wird, in Glühlampen und Lasern verwendet wird und immer noch aktiv untersucht wird. Von den interessanten Eigenschaften von Krypton ist es erwähnenswert, dass es bei einem Druck von 3,5 Atmosphären eine narkotische Wirkung auf eine Person hat und bei 6 Atmosphären einen stechenden Geruch annimmt.

9. Wasserstoff

Wasserstoff in der Luft nimmt 0,00005 Vol.-% und 0,00008 Massenprozent ein, ist aber gleichzeitig das am häufigsten vorkommende Element im Universum. Es ist durchaus möglich, einen separaten Artikel über seine Geschichte, Produktion und Anwendung zu schreiben, daher beschränken wir uns jetzt auf eine kleine Liste von Branchen: Chemie-, Kraftstoff-, Lebensmittelindustrie, Luftfahrt, Meteorologie, Elektrizitätsindustrie.

10. Xenon

Letzteres liegt in der Zusammensetzung der Luft, die ursprünglich nur als Beimischung zu Krypton galt. Sein Name bedeutet übersetzt "Alien", und der Prozentsatz an Inhalten sowohl auf der Erde als auch darüber hinaus ist minimal, was zu hohen Kosten führte. Jetzt ist Xenon unverzichtbar: die Herstellung von leistungsstarken und gepulsten Lichtquellen, Diagnostik und Anästhesie in der Medizin, Raumfahrzeugmotoren, Raketentreibstoff. Darüber hinaus senkt Xenon beim Einatmen die Stimme erheblich (der gegenteilige Effekt von Helium), und in jüngerer Zeit wurde das Einatmen dieses Gases auf die Dopingliste gesetzt.

Die Luft, aus der die Erdatmosphäre besteht, ist ein Gasgemisch. Trockene atmosphärische Luft enthält: Sauerstoff 20,95 %, Stickstoff 78,09 %, Kohlendioxid 0,03 %. Außerdem enthält atmosphärische Luft Argon, Helium, Neon, Krypton, Wasserstoff, Xenon und andere Gase. Ozon, Stickstoffmonoxid, Jod, Methan und Wasserdampf sind in geringen Mengen in der atmosphärischen Luft vorhanden.

Zusätzlich zu den konstanten Bestandteilen der Atmosphäre enthält es eine Vielzahl von Verschmutzungen, die durch menschliche Produktionsaktivitäten in die Atmosphäre eingebracht werden.

1. Ein wichtiger Bestandteil der atmosphärischen Luft ist Sauerstoff , dessen Menge in der Erdatmosphäre 1,18 × 10 15 Tonnen beträgt, ein konstanter Sauerstoffgehalt wird durch kontinuierliche Prozesse seines Austauschs in der Natur aufrechterhalten. Einerseits wird Sauerstoff bei der Atmung von Mensch und Tier verbraucht, für die Aufrechterhaltung der Verbrennungs- und Oxidationsprozesse aufgewendet, andererseits gelangt er durch die Prozesse der pflanzlichen Photosynthese in die Atmosphäre. Landpflanzen und Phytoplankton der Ozeane stellen den natürlichen Sauerstoffverlust vollständig wieder her. Mit einem Abfall des Sauerstoffpartialdrucks können sich die Phänomene des Sauerstoffmangels entwickeln, die beim Aufstieg in eine Höhe beobachtet werden. Der kritische Wert ist der Sauerstoffpartialdruck unter 110 mmHg. Kunst. Reduzierung des Sauerstoffpartialdrucks auf 50-60 mm Hg. Kunst. normalerweise nicht mit dem Leben vereinbar. Unter dem Einfluss von kurzwelliger UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 200 nm zerfallen Sauerstoffmoleküle zu atomarem Sauerstoff. Die neu gebildeten Sauerstoffatome werden der neutralen Sauerstoffformel hinzugefügt und bilden sich Ozon . Gleichzeitig mit der Bildung von Ozon erfolgt dessen Zerfall. Die allgemeine biologische Bedeutung von Ozon ist groß: Es absorbiert kurzwellige UV-Strahlung, die sich nachteilig auf biologische Objekte auswirkt. Gleichzeitig absorbiert Ozon die von der Erde kommende Infrarotstrahlung und verhindert so eine übermäßige Abkühlung ihrer Oberfläche. Die Ozonkonzentrationen sind über die Höhe ungleichmäßig verteilt. Seine größte Menge wird in einer Höhe von 20-30 km von der Erdoberfläche festgestellt.

2. Stickstoff Es ist der mengenmäßig bedeutendste Bestandteil der atmosphärischen Luft und gehört zu den Edelgasen. In einer Stickstoffatmosphäre ist kein Leben möglich. Luftstickstoff wird von bestimmten Arten von Bodenbakterien (stickstofffixierenden Bakterien) sowie von Blaualgen aufgenommen; Unter dem Einfluss elektrischer Entladungen verwandelt es sich in Stickoxide, die durch atmosphärische Niederschläge den Boden mit Salzen von Salpeter- und Salpetersäure anreichern. Salpetrige Säuresalze werden unter dem Einfluss von Bodenbakterien in Salpetersäuresalze umgewandelt, die wiederum von Pflanzen aufgenommen werden und der Proteinsynthese dienen. Zusammen mit der Assimilation von Stickstoff in der Natur wird es in die Atmosphäre freigesetzt. Bei der Verbrennung von Holz, Kohle, Öl entsteht freier Stickstoff; eine geringe Menge davon entsteht bei der Zersetzung organischer Verbindungen. In der Natur findet also eine kontinuierliche Zirkulation statt, wodurch der Stickstoff der Atmosphäre in organische Verbindungen umgewandelt, wiederhergestellt und in die Atmosphäre gelangt, dann wieder von biologischen Objekten gebunden wird.

Stickstoff ist als Sauerstoffverdünner notwendig, da das Einatmen von reinem Sauerstoff zu irreversiblen Veränderungen im Körper führt.

Ein erhöhter Stickstoffgehalt in der eingeatmeten Luft trägt jedoch aufgrund einer Abnahme des Sauerstoffpartialdrucks zum Auftreten von Hypoxie bei. Bei einem Anstieg des Stickstoffgehalts in der Luft auf 93% tritt der Tod ein.

Zu den Inertgasen der Luft gehören neben Stickstoff Argon, Neon, Helium, Krypton und Xenon. Chemisch sind diese Gase inert, sie lösen sich je nach Partialdruck in Körperflüssigkeiten, die absolute Menge dieser Gase im Blut und Gewebe des Körpers ist vernachlässigbar.

3. Ein wichtiger Bestandteil der atmosphärischen Luft ist Kohlendioxid (Kohlendioxid, Kohlensäure). In der Natur liegt Kohlendioxid in freiem und gebundenem Zustand in einer Menge von 146 Milliarden Tonnen vor, von denen nur 1,8 % der Gesamtmenge in der atmosphärischen Luft enthalten sind. Der größte Teil davon (bis zu 70 %) befindet sich in gelöster Form im Wasser der Meere und Ozeane. Einige Mineralverbindungen, Kalksteine ​​und Dolomite enthalten etwa 22 % der Gesamtmenge an Kohlendioxid und Kohlenstoff. Der Rest entfällt auf die Tier- und Pflanzenwelt, Kohle, Öl und Humus.

Unter natürlichen Bedingungen gibt es kontinuierliche Prozesse der Freisetzung und Aufnahme von Kohlendioxid. Es wird durch die Atmung von Menschen und Tieren, Verbrennungs-, Zersetzungs- und Gärungsprozessen, beim industriellen Rösten von Kalksteinen und Dolomiten usw. in die Atmosphäre freigesetzt. Gleichzeitig laufen in der Natur Prozesse der Assimilation von Kohlendioxid ab, das von Pflanzen im Rahmen der Photosynthese aufgenommen wird.

Kohlendioxid spielt im Leben von Tieren und Menschen eine wichtige Rolle, da es ein physiologischer Erreger des Atmungszentrums ist.

Beim Einatmen hoher Kohlendioxidkonzentrationen werden die Redoxprozesse im Körper gestört. Bei einer Erhöhung des Gehalts in der eingeatmeten Luft um bis zu 4% werden Kopfschmerzen, Tinnitus, Herzklopfen und ein aufgeregter Zustand festgestellt; bei 8% tritt der Tod ein.

Aus hygienischer Sicht ist der Gehalt an Kohlendioxid ein wichtiger Indikator, anhand dessen der Grad der Luftreinheit in Wohn- und öffentlichen Gebäuden beurteilt wird. Die Ansammlung großer Mengen davon in der Raumluft weist auf hygienische Probleme hin (Überfüllung, schlechte Belüftung).

Unter normalen Bedingungen, bei natürlicher Belüftung der Räumlichkeiten und Eindringen von Außenluft durch die Poren von Baumaterialien, überschreitet der Kohlendioxidgehalt in der Luft von Wohngebäuden nicht 0,2%. Mit zunehmender Konzentration im Raum kann eine Verschlechterung des Wohlbefindens einer Person und eine Abnahme der Effizienz festgestellt werden. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass sich gleichzeitig mit einem Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Luft von Wohn- und öffentlichen Gebäuden andere Eigenschaften der Luft verschlechtern: Ihre Temperatur und Feuchtigkeit steigen, gasförmige Produkte der menschlichen Lebenstätigkeit treten auf, die so- sogenannte Anthropotoxine (Mercaptan, Indol, Schwefelwasserstoff, Ammoniak).

Mit zunehmendem CO 2 -Gehalt in der Luft und Verschlechterung der meteorologischen Bedingungen in Wohn- und öffentlichen Gebäuden ändert sich das Ionisationsregime der Luft (Zunahme der Anzahl schwerer und Abnahme der Anzahl leichter Ionen), was durch die Aufnahme leichter Ionen beim Atmen und Hautkontakt sowie die Aufnahme schwerer Ionen mit der Ausatemluft erklärt wird.

Die maximal zulässige Kohlendioxidkonzentration in der Luft medizinischer Einrichtungen sollte mit 0,07%, in der Luft von Wohn- und öffentlichen Gebäuden mit 0,1% angenommen werden. Der letztgenannte Wert wird bei der Bestimmung der Lüftungseffizienz in Wohn- und öffentlichen Gebäuden als rechnerischer Wert angenommen.

4. Die atmosphärische Luft enthält neben den Hauptbestandteilen Gase, die durch natürliche Prozesse auf der Erdoberfläche und in der Atmosphäre freigesetzt werden.

Wasserstoff in der Luft in einer Menge von 0,00005 % enthalten. Es entsteht in den hohen Schichten der Atmosphäre durch die photochemische Zersetzung von Wassermolekülen in Sauerstoff und Wasserstoff. Wasserstoff unterstützt die Atmung nicht, in freiem Zustand wird er nicht absorbiert und nicht von biologischen Objekten freigesetzt. Außer Wasserstoff enthält atmosphärische Luft eine kleine Menge Methan; normalerweise übersteigt die Methankonzentration in der Luft 0,00022 % nicht. Methan wird beim anaeroben Zerfall organischer Verbindungen freigesetzt. Als integraler Bestandteil ist es Bestandteil von Erdgas und Gas aus Ölquellen. Beim Einatmen von Luft, die Methan in hohen Konzentrationen enthält, ist Tod durch Ersticken möglich.

Als Zersetzungsprodukt organischer Substanzen können geringe Mengen an Ammoniak. Seine Konzentrationen hängen vom Verschmutzungsgrad des Gebiets mit Abwässern und organischen Emissionen ab. Im Winter ist die Ammoniakkonzentration aufgrund der Verlangsamung der Zersetzungsprozesse etwas niedriger als im Sommer. Bei anaeroben Zersetzungsprozessen schwefelhaltiger organischer Substanzen kommt es zur Bildung von Schwefelwasserstoff, was der Luft in geringen Konzentrationen einen unangenehmen Geruch verleiht. In der atmosphärischen Luft sind Jod und Wasserstoffperoxid in geringen Konzentrationen zu finden. Jod gelangt durch das Vorhandensein kleinster Tröpfchen von Meerwasser und Algen in die atmosphärische Luft. Durch die Wechselwirkung von UV-Strahlen mit Luftmolekülen, Wasserstoffperoxid; Zusammen mit Ozon trägt es zur Oxidation organischer Substanzen in der Atmosphäre bei.

In der atmosphärischen Luft sind Schwebstoffe, die durch Stäube natürlichen und künstlichen Ursprungs repräsentiert werden. Die Zusammensetzung von natürlichem Staub umfasst kosmischen, vulkanischen, Boden-, Meeresstaub und Staub, der bei Waldbränden entsteht.

Bei der Freisetzung der Atmosphäre aus Schwebstoffen spielen natürliche Prozesse eine wichtige Rolle. selbstreinigend, unter denen die Verdünnung der Verschmutzung durch Konvektionsluftströmungen in der Nähe der Erdoberfläche von erheblicher Bedeutung ist. Ein wesentliches Element der Selbstreinigung der Atmosphäre ist die Abscheidung großer Staub- und Rußpartikel aus der Luft (Sedimentation). Mit zunehmender Höhe nimmt die Staubmenge ab; In einer Höhe von 7 - 8 km von der Erdoberfläche gibt es keinen Staub terrestrischen Ursprungs. Von Bedeutung Niederschlag spielt eine Rolle bei Selbstreinigungsprozessen und erhöht die Menge an abgesetztem Ruß und Staub. Der Staubgehalt in der atmosphärischen Luft wird durch meteorologische Bedingungen und Aerosolausbreitung beeinflusst. Grobstaub mit einem Partikeldurchmesser von mehr als 10 Mikrometer fällt schnell aus, Feinstaub mit einem Partikeldurchmesser von weniger als 0,1 Mikrometer fällt praktisch nicht aus und ist in der Schwebe.