Toisin kuin aurinkokuntamme kuumat ja kylmät planeetat, maapallolla on olosuhteet, jotka mahdollistavat elämän jossain muodossa. Yksi pääehdoista on ilmakehän koostumus, joka antaa kaikille eläville olennoille mahdollisuuden hengittää vapaasti ja suojaa avaruudessa vallitsevalta tappavalta säteilyltä.

Mistä tunnelma on tehty?

Maan ilmakehä koostuu monista kaasuista. Periaatteessa joka vie 77 prosenttia. Kaasu, jota ilman elämää Maan päällä ei voida ajatella, on paljon pienempi tilavuus, ilman happipitoisuus on 21% ilmakehän kokonaistilavuudesta. Viimeiset 2 % on sekoitus erilaisia ​​kaasuja, mukaan lukien argon, helium, neon, krypton ja muut.

Maan ilmakehä kohoaa 8000 km:n korkeuteen. Hengittävää ilmaa on vain ilmakehän alemmassa kerroksessa, troposfäärissä, joka ulottuu 8 km:n korkeudelle navoista ylöspäin ja 16 km päiväntasaajan yläpuolelle. Kun korkeus nousee, ilma ohenee ja happi loppuu. Annamme esimerkin tarkastellaksemme, mikä happipitoisuus ilmassa on eri korkeuksilla. Everestin huipulla (korkeus 8848 m) ilmassa on tätä kaasua 3 kertaa vähemmän kuin merenpinnan yläpuolella. Siksi korkeiden vuorenhuippujen valloittajat - kiipeilijät - voivat kiivetä sen huipulle vain happinaamareissa.

Happi on tärkein ehto planeetan selviytymiselle

Maan olemassaolon alussa sitä ympäröivässä ilmassa ei ollut tätä kaasua koostumuksessaan. Tämä oli varsin sopiva yksinkertaisimpien - yksisoluisten molekyylien elämään, jotka kelluivat valtameressä. He eivät tarvinneet happea. Prosessi alkoi noin 2 miljoonaa vuotta sitten, kun ensimmäiset elävät organismit alkoivat fotosynteesin seurauksena vapauttaa pieniä annoksia tätä kemiallisten reaktioiden tuloksena saatua kaasua ensin valtamereen, sitten ilmakehään. Elämä kehittyi planeetalla ja otti erilaisia ​​muotoja, joista suurin osa ei ole säilynyt meidän aikanamme. Jotkut organismit sopeutuivat lopulta elämään uuden kaasun kanssa.

He oppivat käyttämään sen voimaa turvallisesti solun sisällä, jossa se toimi voimalaitoksena energian talteenottamiseksi ruoasta. Tätä tapaa käyttää happea kutsutaan hengityksellä, ja teemme sen joka sekunti. Hengittäminen mahdollisti monimutkaisempien organismien ja ihmisten syntymisen. Miljoonien vuosien aikana ilman happipitoisuus on noussut nykyiselle tasolleen - noin 21%. Tämän kaasun kertyminen ilmakehään vaikutti otsonikerroksen syntymiseen 8-30 km:n korkeudella maan pinnasta. Samaan aikaan planeetta sai suojan ultraviolettisäteiden haitallisilta vaikutuksilta. Elämänmuotojen jatkokehitys vedessä ja maalla lisääntyi nopeasti lisääntyneen fotosynteesin seurauksena.

anaerobinen elämä

Vaikka jotkut organismit ovat sopeutuneet vapautuvan kaasun nouseviin tasoihin, monet maan yksinkertaisimmista elämänmuodoista ovat kadonneet. Muut organismit selvisivät piiloutumalla hapelta. Jotkut heistä elävät nykyään palkokasvien juurissa ja käyttävät ilmasta tulevaa typpeä aminohappojen rakentamiseen kasveille. Tappava organismi botulismi on toinen "pakolainen" hapesta. Hän elää hiljaa tyhjiöpakkauksissa säilykkeiden kanssa.

Mikä happitaso on optimaalinen elämälle

Ennenaikaisesti syntyneet vauvat, joiden keuhkot eivät ole vielä täysin avautuneet hengittämään, joutuvat erityisiin inkubaattoreihin. Niissä ilman happipitoisuus on tilavuuden mukaan korkeampi, ja tavanomaisen 21 prosentin sijasta sen taso on 30-40%. Vakavia hengitysvaikeuksia omaavia taaperoita ympäröi ilma, jossa on 100 % happea, jotta lapsen aivot eivät vahingoittuisi. Tällaisissa olosuhteissa oleminen parantaa hypoksiassa olevien kudosten happipitoisuutta ja normalisoi niiden elintoimintoja. Mutta sen liiallinen määrä ilmassa on yhtä vaarallista kuin sen puute. Liian paljon happea lapsen veressä voi vahingoittaa silmien verisuonia ja aiheuttaa näön menetystä. Tämä osoittaa kaasun ominaisuuksien kaksinaisuuden. Meidän on hengitettävä sitä elääksemme, mutta sen ylimäärä voi joskus olla myrkkyä keholle.

Hapetusprosessi

Kun happi yhdistyy vedyn tai hiilen kanssa, tapahtuu hapettumisreaktio. Tämä prosessi aiheuttaa elämän perustana olevien orgaanisten molekyylien hajoamisen. Ihmiskehossa hapettuminen etenee seuraavasti. Punasolut keräävät happea keuhkoista ja kuljettavat sitä kaikkialle kehoon. On olemassa prosessi, jossa syömämme ruoan molekyylit tuhoutuvat. Tämä prosessi vapauttaa energiaa, vettä ja hiilidioksidia. Verisolut erittävät jälkimmäisen takaisin keuhkoihin ja hengitämme sen ulos ilmaan. Henkilö voi tukehtua, jos hän on estynyt hengittämästä yli 5 minuuttia.

Hengitä

Harkitse hengittämämme ilman happipitoisuutta. Ilmakehän ilmaa, joka tulee keuhkoihin ulkopuolelta sisäänhengitettäessä, kutsutaan sisäänhengitetyksi, ja ilmaa, joka poistuu hengityselinten kautta uloshengitettynä, kutsutaan uloshengitetyksi.

Se on ilmaseos, joka täytti alveolit ​​hengitysteissä olevalla ilmalla. Ilman kemiallinen koostumus, jonka terve ihminen hengittää ja hengittää luonnollisissa olosuhteissa, ei käytännössä muutu, ja se ilmaistaan ​​sellaisina lukuina.

Happi on ilman tärkein ainesosa elämää varten. Muutokset tämän kaasun määrässä ilmakehässä ovat pieniä. Jos meren äärellä ilman happipitoisuus sisältää jopa 20,99 %, niin teollisuuskaupunkien erittäin saastuneessakin ilmassa sen taso ei laske alle 20,5 %. Tällaiset muutokset eivät paljasta vaikutuksia ihmiskehoon. Fysiologiset häiriöt ilmaantuvat, kun hapen prosenttiosuus ilmassa laskee 16-17 prosenttiin. Samanaikaisesti on olemassa selvä, joka johtaa jyrkäseen elintärkeän toiminnan laskuun, ja ilman happipitoisuudella 7-8%, tappava lopputulos on mahdollinen.

Tunnelmia eri aikakausina

Ilmakehän koostumus on aina vaikuttanut evoluutioon. Eri geologisina aikoina havaittiin luonnonkatastrofien seurauksena happipitoisuuden nousuja tai laskuja, mikä merkitsi muutosta biosysteemissä. Noin 300 miljoonaa vuotta sitten sen pitoisuus ilmakehässä nousi 35 prosenttiin, kun planeetalla asui jättimäisiä hyönteisiä. Maan historian suurin elävien olentojen sukupuutto tapahtui noin 250 miljoonaa vuotta sitten. Sen aikana yli 90% valtamerten asukkaista ja 75% maan asukkaista kuoli. Eräs versio massasukuttomasta kertoo, että syynä oli ilman alhainen happipitoisuus. Tämän kaasun määrä on pudonnut 12 prosenttiin ja sitä on alemmassa ilmakehässä 5300 metrin korkeuteen asti. Aikakautemme ilmakehän ilman happipitoisuus on 20,9 %, mikä on 0,7 % pienempi kuin 800 tuhatta vuotta sitten. Nämä luvut ovat vahvistaneet Princetonin yliopiston tutkijat, jotka tutkivat näytteitä tuolloin muodostuneesta Grönlannin ja Atlantin jäästä. Jäätynyt vesi säästi ilmakuplat, ja tämä tosiasia auttaa laskemaan ilmakehän happipitoisuuden.

Mikä on sen taso ilmassa

Sen aktiivinen imeytyminen ilmakehästä voi johtua jäätiköiden liikkeestä. Liikkuessaan pois ne paljastavat valtavia alueita orgaanisia kerroksia, jotka kuluttavat happea. Toinen syy voi olla valtamerten vesien jäähtyminen: sen bakteerit imevät happea aktiivisemmin alhaisissa lämpötiloissa. Tutkijat väittävät, että teollisella harppauksella ja sen mukana valtavan polttoainemäärän polttamisella ei ole erityistä vaikutusta. Maailman valtameret ovat jäähtyneet 15 miljoonaa vuotta, ja elintärkeän aineen määrä ilmakehässä on vähentynyt ihmisen vaikutuksesta riippumatta. Todennäköisesti maapallolla tapahtuu joitain luonnollisia prosesseja, jotka johtavat siihen, että hapenkulutus on suurempi kuin sen tuotanto.

Ihmisen vaikutus ilmakehän koostumukseen

Puhutaanpa ihmisen vaikutuksesta ilman koostumukseen. Nykyinen taso on ihanteellinen eläville olennoille, ilman happipitoisuus on 21%. Hiilidioksidin ja muiden kaasujen tasapaino määräytyy luonnon elinkaaritilan mukaan: eläimet hengittävät hiilidioksidia ulos, kasvit käyttävät sitä ja vapauttavat happea.

Mutta ei ole takeita siitä, että tämä taso on aina vakio. Ilmakehään vapautuvan hiilidioksidin määrä kasvaa. Tämä johtuu ihmiskunnan polttoaineen käytöstä. Ja kuten tiedät, se muodostui orgaanista alkuperää olevista fossiileista ja hiilidioksidi pääsee ilmaan. Samaan aikaan planeettamme suurimpia kasveja, puita, tuhotaan kiihtyvällä vauhdilla. Kilometrejä metsää katoaa minuutissa. Tämä tarkoittaa, että osa ilman hapesta putoaa vähitellen ja tutkijat antavat jo hälytyksen. Maan ilmakehä ei ole rajaton ruokakomero, eikä happea pääse sisään ulkopuolelta. Sitä on kehitetty koko ajan maapallon kehityksen mukana. On jatkuvasti muistettava, että kasvillisuus tuottaa tätä kaasua fotosynteesin prosessissa hiilidioksidin kulutuksen vuoksi. Ja mikä tahansa merkittävä kasvillisuuden väheneminen metsien hävittämisen muodossa vähentää väistämättä hapen pääsyä ilmakehään, mikä häiritsee sen tasapainoa.

Ilmakehän ilman pääkomponentit ovat happi (noin 21 %), typpi (78 %), hiilidioksidi (0,03-0,04 %), vesihöyry, inertit kaasut, otsoni, vetyperoksidi (noin 1 %).

Happi on ilman olennaisin osa. Sen suoralla osallistumisella kaikki oksidatiiviset prosessit ihmisen ja eläimen kehossa etenevät. Lepotilassa ihminen kuluttaa happea noin 350 ml minuutissa, ja raskaassa fyysisessä työssä kulutetun hapen määrä moninkertaistuu.

Hengitetty ilma sisältää 20,7-20,9 % happea ja uloshengitysilma noin 15-16 %. Siten kehon kudokset imevät noin 1/4 hengitetyn ilman koostumuksessa olevasta hapesta.

Ilmakehässä happipitoisuus ei muutu merkittävästi. Kasvit imevät hiilidioksidia ja hajottavat sen sitoakseen hiiltä, ​​kun taas vapautunut happi vapautuu ilmakehään. Hapen muodostumisen lähde on myös vesihöyryn fotokemiallinen hajoaminen yläilmakehässä auringon ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta. Ilman tasaisen koostumuksen varmistamisessa on tärkeää myös ilmavirtojen sekoittuminen ilmakehän alemmissa kerroksissa. Poikkeuksena ovat hermeettisesti suljetut huoneet, joissa ihmisten pitkän oleskelun vuoksi happipitoisuus voi laskea merkittävästi (sukellusveneet, suojat, paineistetut lentokoneiden matkustamot jne.).

Keholle hapen osapaine * on tärkeä, ei sen absoluuttinen pitoisuus hengitetyssä ilmassa. Tämä johtuu siitä, että hapen siirtyminen alveolaarisesta ilmasta vereen ja verestä kudosnesteeseen tapahtuu osapaineeron vaikutuksesta. Hapen osapaine laskee noustessa merenpinnan yläpuolelle (taulukko 1).

Taulukko 1. Hapen osapaine eri korkeuksissa

Erittäin tärkeää on hapen käyttö sairauksien hoidossa, joihin liittyy happinälkä (happiteltat, inhalaattorit).

Hiilidioksidi. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on melko vakio. Tämä pysyvyys selittyy sen liikkuvuudella luonnossa. Huolimatta siitä, että hajoamisprosesseihin ja organismin elintärkeään toimintaan liittyy hiilidioksidin vapautuminen, sen pitoisuuden merkittävää kasvua ilmakehässä ei tapahdu, koska kasvit imevät hiilidioksidia. Samaan aikaan hiili menee orgaanisten aineiden rakentamiseen ja happi pääsee ilmakehään. Uloshengitysilma sisältää jopa 4,4 % hiilidioksidia.

Hiilidioksidi on hengityskeskuksen fysiologinen aiheuttaja, joten tekohengityksen aikana sitä lisätään pieniä määriä ilmaan. Suurina määrinä sillä voi olla narkoottinen vaikutus ja se voi aiheuttaa kuoleman.

Hiilidioksidilla on myös hygieeninen merkitys. Sen sisällön mukaan arvioidaan asuin- ja julkisten tilojen (eli tilojen, joissa ihmiset ovat) ilman puhtaus. Ihmisten kerääntyessä huonosti ilmastoituihin tiloihin, samanaikaisesti ilmaan kertyvän hiilidioksidin kanssa, muiden ihmisten jätetuotteiden pitoisuus kasvaa, ilman lämpötila nousee ja sen kosteus kasvaa.

On todettu, että jos sisäilman hiilidioksidipitoisuus ylittää 0,07-0,1 %, ilma saa epämiellyttävän hajun ja voi häiritä kehon toimintatilaa.

Ilman lueteltujen ominaisuuksien muutosten samansuuntaisuus asuintiloissa ja hiilidioksidipitoisuuden nousu sekä sen sisällön määrittämisen yksinkertaisuus mahdollistavat tämän indikaattorin käytön ilmanlaadun hygieeniseen arviointiin ja ilmanlaadun tehokkuuteen. ilmanvaihto julkisissa tiloissa.

typpeä ja muita kaasuja. Typpi on ilmakehän ilman pääkomponentti. Elimistössä se on liuenneessa tilassa vereen ja kudosnesteisiin, mutta ei osallistu kemiallisiin reaktioihin.

Tällä hetkellä on kokeellisesti osoitettu, että kohonneen paineen olosuhteissa ilman typpi aiheuttaa eläimissä hermo-lihaskoordinaatiohäiriön, sitä seuraavan kiihtymisen ja narkoottisen tilan. Tutkijat havaitsivat samanlaisia ​​ilmiöitä sukeltajilla. Helium-happiseoksen käyttö sukeltajien hengityksessä mahdollistaa laskeutumissyvyyden nostamisen 200 metriin ilman voimakkaita myrkytyksen oireita.

Sähköisten salamapurkausten aikana ja auringon ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta ilmaan muodostuu pieni määrä muita kaasuja. Niiden hygieeninen arvo on suhteellisen pieni.

* Kaasun osapaine kaasuseoksessa on paine, jonka tietty kaasu tuottaisi, jos se valtaisi koko seoksen tilavuuden.

Pienet lapset kysyvät usein vanhemmiltaan, mitä ilma on ja mistä se yleensä koostuu. Mutta jokainen aikuinen ei osaa vastata oikein. Tietenkin kaikki opiskelivat ilman rakennetta koulussa luontoopinnoissa, mutta vuosien mittaan tämä tieto saattoi unohtua. Yritetään täyttää ne.

Mikä on ilma?

Ilma on ainutlaatuinen "aine". Et näe sitä, kosketa sitä, se on mautonta. Siksi on niin vaikea määritellä selkeästi, mitä se on. Yleensä he vain sanovat - ilma on mitä hengitämme. Se on kaikkialla ympärillämme, vaikka emme huomaa sitä ollenkaan. Voit tuntea sen vain, kun puhaltaa kova tuuli tai ilmaantuu epämiellyttävä haju.

Mitä tapahtuu, jos ilma katoaa? Ilman sitä yksikään elävä organismi ei voi elää ja toimia, mikä tarkoittaa, että kaikki ihmiset ja eläimet kuolevat. Sitä ei ohiteta hengitysprosessissa. Tärkeintä on, kuinka puhdasta ja terveellistä ilmaa jokainen hengittää.

Mistä saa raitista ilmaa?

Hyödyllisin ilma sijaitsee:

• Metsissä, erityisesti mänty.
• Vuoristossa.
• Lähellä merta.

Ilmalla näissä paikoissa on miellyttävä tuoksu ja hyödyllisiä ominaisuuksia keholle. Tämä selittää, miksi lasten terveysleirit ja erilaiset parantolat sijaitsevat metsien läheisyydessä, vuoristossa tai meren rannikolla.

Voit nauttia raikkaasta ilmasta vain kaukana kaupungista. Tästä syystä monet ostavat kesämökkejä kylän ulkopuolelta. Jotkut muuttavat tilapäiseen tai pysyvään asuinpaikkaan kylään, rakentavat sinne taloja. Tämä koskee erityisesti perheitä, joissa on pieniä lapsia. Ihmiset lähtevät, koska kaupungin ilma on erittäin saastunutta.

Raitisilman saastuminen ongelma

Nykymaailmassa ympäristön saastumisen ongelma on erityisen tärkeä. Nykyaikaisten tehtaiden, yritysten, ydinvoimaloiden ja autojen työllä on kielteinen vaikutus luontoon. Ne päästävät ilmakehään haitallisia aineita, jotka saastuttavat ilmakehän. Siksi kaupunkialueilla asuvilla ihmisillä on usein raitista ilmaa, mikä on erittäin vaarallista.

Vakava ongelma on raskas ilma huonosti tuuletetussa huoneessa, varsinkin jos siinä on tietokoneita ja muita laitteita. Tällaisessa paikassa ollessaan ihminen voi alkaa tukehtua ilman puutteesta, hänellä on kipua päässään, ilmenee heikkoutta.

Maailman terveysjärjestön laatimien tilastojen mukaan noin 7 miljoonaa ihmisen kuolemaa vuodessa liittyy saastuneen ilman imeytymiseen kaduilla ja sisätiloissa.

Haitallista ilmaa pidetään yhtenä sellaisen kauhean sairauden kuin syövän pääsyistä. Näin sanovat syövän tutkimukseen osallistuvat organisaatiot.

Siksi on tarpeen ryhtyä ennaltaehkäiseviin toimenpiteisiin.

Kuinka saada raitista ilmaa?

Ihminen on terve, jos hän voi hengittää raitista ilmaa joka päivä. Jos pois muuttamisesta ei ole mahdollista tärkeän työn, rahan puutteen tai muiden syiden vuoksi, on paikan päällä etsittävä ulospääsyä tilanteesta. Jotta keho saisi tarvittavan normin raitista ilmaa, on noudatettava seuraavia sääntöjä:

1. Olla kadulla useammin, esimerkiksi kävellä iltaisin puistoissa, puutarhoissa.
2. Käy viikonloppuisin metsässä kävelyllä.
3. Tuuleta jatkuvasti asuin- ja työtilat.
4. Istuta enemmän vihreitä kasveja, etenkin toimistoihin, joissa on tietokoneita.
5. Merellä tai vuoristossa sijaitsevissa lomakeskuksissa on suositeltavaa käydä kerran vuodessa.

Mistä kaasuista ilma koostuu?

Joka päivä, joka sekunti ihmiset hengittävät sisään ja ulos, täysin ajattelematta ilmaa. Ihmiset eivät reagoi häneen millään tavalla, vaikka hän ympäröi heitä kaikkialla. Huolimatta painottomuudestaan ​​ja näkymättömyydestä ihmissilmälle, ilmalla on melko monimutkainen rakenne. Se sisältää useiden kaasujen keskinäisen suhteen:

• Typpi.
• Happi.
• Argon.
• Hiilidioksidi.
• Neon.
• Metaani.
• Helium.
• Krypton.
• Vety.
• Xenon.

Pääosa ilmasta on typpeä , jonka massaosuus on 78 prosenttia. 21 prosenttia kokonaismäärästä on happea, joka on ihmiselämän tärkein kaasu. Loput prosenttiosuudet ovat muiden kaasujen ja vesihöyryjen varassa, joista muodostuu pilviä.

Voi herää kysymys, miksi happea on niin vähän, vain hieman yli 20 %? Tämä kaasu on reaktiivinen. Siksi, kun sen osuus ilmakehässä kasvaa, tulipalojen todennäköisyys maailmassa kasvaa merkittävästi.

Mistä ilma, jota hengitämme, on tehty?

Kaksi pääkaasua, jotka muodostavat päivittäin hengittämämme ilman perustan, ovat:

• Happi.
• Hiilidioksidi.

Hengitämme sisään happea, hengitämme hiilidioksidia ulos. Jokainen opiskelija tietää nämä tiedot. Mutta mistä happea tulee? Pääasiallinen hapentuotannon lähde ovat vihreät kasvit. He ovat myös hiilidioksidin kuluttajia.

Maailma on mielenkiintoinen. Kaikissa käynnissä olevissa elämänprosesseissa noudatetaan tasapainon säilyttämisen sääntöä. Jos jotain on mennyt jostain, niin jotain on tullut jonnekin. Näin on ilman kanssa. Viheralueet tuottavat happea, jota ihmiskunta tarvitsee hengittääkseen. Ihminen ottaa happea ja vapauttaa hiilidioksidia, jota kasvit puolestaan ​​käyttävät. Tämän vuorovaikutusjärjestelmän ansiosta maapallolla on elämää.

Kun tiedämme, mistä hengittämämme ilma koostuu ja kuinka paljon se on saastunutta nykyaikana, on välttämätöntä suojella planeetan kasvimaailmaa ja tehdä kaikkensa vihreiden kasvien edustajien lisäämiseksi.

Video ilman koostumuksesta

Blogisivuilla puhutaan paljon erilaisista kemikaaleista ja seoksista, mutta meillä ei ole vielä ollut tarinaa yhdestä tärkeimmistä monimutkaisista aineista - ilmasta. Korjataan tämä ja puhutaan ilmasta. Ensimmäisessä artikkelissa: pieni historia ilman tutkimuksen, sen kemiallisen koostumuksen ja perustietoa siitä.

Pieni historia ilmantutkimuksesta

Tällä hetkellä ilma ymmärretään kaasuseoksena, joka muodostaa planeettamme ilmakehän. Mutta näin ei aina ollut: tiedemiehet ajattelivat pitkään, että ilma on yksinkertainen aine, kiinteä aine. Ja vaikka monet tutkijat esittivät hypoteeseja ilman monimutkaisesta koostumuksesta, asiat eivät menneet olettamuksia pidemmälle kuin 1700-luvulla. Lisäksi ilmalle annettiin filosofinen merkitys. Muinaisessa Kreikassa ilmaa pidettiin yhtenä kosmisista peruselementeistä yhdessä maan, tulen, maan ja veden kanssa, jotka muodostavat kaiken olemassa olevan. Aristoteles katsoi ilman kuun alaisena oleville valoelementeille, jotka persoonallistivat kosteuden ja lämmön. Nietzsche kirjoitti kirjoituksissaan ilmasta vapauden symbolina, aineen korkeimpana ja hienovaraisimpana muotona, jolle ei ole esteitä.

1600-luvulla todistettiin, että ilma on aineellinen kokonaisuus, aine, jonka ominaisuudet, kuten tiheys ja paino, voidaan mitata.

1700-luvulla tutkijat suorittivat ilman reaktioita erilaisten aineiden kanssa suljetuissa kemiallisissa astioissa. Joten havaittiin, että noin viidennes ilmatilavuudesta imeytyy, ja loput palamisesta ja hengityksestä eivät tue. Tämän seurauksena pääteltiin, että ilma on monimutkainen aine, joka koostuu kahdesta komponentista, joista toinen, happi, tukee palamista ja toinen, typpi, "pilaantunut ilma", ei tue palamista ja hengitystä. Näin happi löydettiin. Hieman myöhemmin saatiin puhdasta typpeä. Ja vasta 1800-luvun lopulla löydettiin argon, helium, krypton, ksenon, radon ja neon, joita on myös ilmassa.

Kemiallinen koostumus

Ilma koostuu noin 27 eri kaasun seoksesta. Noin 99 % on hapen ja typen seosta. Osana jäljellä olevaa prosenttiosuutta: vesihöyry, hiilidioksidi, metaani, vety, otsoni, inertit kaasut (argon, ksenon, neon, helium, krypton) ja muut. Esimerkiksi rikkivetyä, hiilimonoksidia, jodia, typen oksideja, ammoniakkia löytyy usein ilmasta.

Uskotaan, että puhdas ilma normaaleissa olosuhteissa sisältää 78,1 % typpeä ja 20,93 % happea. Ilman koostumus voi kuitenkin vaihdella maantieteellisestä sijainnista ja korkeudesta merenpinnan yläpuolella.

On myös sellainen asia kuin saastunut ilma, eli ilma, jonka koostumus poikkeaa luonnollisesta ilmakehästä epäpuhtauksien vuoksi. Nämä aineet ovat:
. luonnollinen alkuperä (vulkaaniset kaasut ja pöly, merisuola, luonnonpalojen höyryt ja kaasut, kasvien siitepöly, maaperän eroosion aiheuttama pöly jne.).
. antropogeeninen alkuperä - johtuvat teollisesta ja kotimaisesta ihmisen toiminnasta (hiili-, rikki-, typpiyhdisteiden päästöt; kivihiili ja muu pöly kaivos- ja teollisuusyrityksistä; maatalousjätteet, teollisuus- ja kotitalouskaatopaikat, öljyn ja muiden ympäristölle vaarallisten aineiden vahingossa roiskuneet päästöt; ajoneuvojen pakokaasut kaasut jne.).

Ominaisuudet

Puhtaalla ilmakehän ilmalla ei ole väriä ja hajua, se on näkymätöntä, vaikka sen voi tuntea. Ilman fysikaaliset parametrit määräytyvät seuraavien ominaisuuksien perusteella:

Massa;
. lämpötila;
. tiheys;
. ilmakehän paine;
. kosteus;
. lämpökapasiteetti;
. lämmönjohtokyky;
. viskositeetti.

Suurin osa ilman parametreista riippuu sen lämpötilasta, joten eri lämpötilojen ilman parametreista on useita taulukoita. Ilman lämpötilaa mitataan meteorologisella lämpömittarilla ja kosteutta mitataan kosteusmittarilla.

Ilmalla on hapettavia ominaisuuksia (korkean happipitoisuuden vuoksi), se tukee palamista ja hengitystä; johtaa huonosti lämpöä, liukenee hyvin veteen. Sen tiheys pienenee lämpötilan noustessa ja viskositeetin kasvaessa.

Seuraavassa artikkelissa opit mielenkiintoisia faktoja ilmasta ja sen sovelluksista.

LUENTO nro 3. Ilmakehän ilma.

Aihe: Ilmakehän ilma, sen kemiallinen koostumus ja fysiologinen

komponenttien merkitys.

Ilmakehän saastuminen; niiden vaikutus kansanterveyteen.

Luentosuunnitelma:

Ilmakehän ilman kemiallinen koostumus.

Sen aineosien biologinen rooli ja fysiologinen merkitys: typpi, happi, hiilidioksidi, otsoni, inertit kaasut.

Ilman pilaantumisen käsite ja niiden lähteet.

Ilman pilaantumisen vaikutukset terveyteen (suorat vaikutukset).

Ilman saasteiden vaikutus väestön elinoloihin (epäsuora vaikutus terveyteen).

Kysymyksiä ilmakehän ilman suojaamisesta saastumiselta.

Maan kaasumaista vaippaa kutsutaan ilmakehäksi. Maan ilmakehän kokonaispaino on 5,13  10 15 tonnia.

Ilmakehän muodostava ilma on erilaisten kaasujen seos. Kuivan ilman koostumus merenpinnan tasolla on:

Taulukko 1

Kuivan ilman koostumus lämpötilassa 0 0 C ja

paine 760 mm Hg. Taide.

Komponentit Komponentit	Prosenttikoostumus tilavuuden mukaan	Pitoisuus mg/m 3
Happi
Hiilidioksidi
Typpioksidi

Maan ilmakehän koostumus pysyy vakiona maalla, merellä, kaupungeissa ja maaseudulla. Se ei myöskään muutu pituuden mukaan. On muistettava, että puhumme ilman aineosien prosenttiosuudesta eri korkeuksilla. Tätä ei kuitenkaan voida sanoa kaasujen painopitoisuudesta. Kun nousemme ylöspäin, ilman tiheys pienenee ja myös tilayksikössä olevien molekyylien määrä pienenee. Tämän seurauksena kaasun painopitoisuus ja sen osapaine laskevat.

Pysähdytään ilman yksittäisten komponenttien ominaisuuksiin.

Ilmakehän pääkomponentti on typpeä. Typpi on inertti kaasu. Se ei tue hengitystä ja palamista. Typpiilmakehässä elämä on mahdotonta.

Typellä on tärkeä biologinen rooli. Tietyt bakteerit ja levät imevät ilmatyppeä, jotka muodostavat siitä orgaanisia yhdisteitä.

Ilmakehän sähkön vaikutuksesta muodostuu pieni määrä typpi-ioneja, jotka huuhtoutuvat ilmakehästä saostumalla ja rikastavat maaperää typpi- ja typpihapon suoloilla. Maaperän bakteerien vaikutuksesta typpihapon suolat muuttuvat nitriiteiksi. Nitriitit ja ammoniakkisuolat imeytyvät kasveihin ja toimivat proteiinien synteesiä varten.

Siten ilmakehän inertti typpi muuttuu orgaanisen maailman eläväksi aineeksi.

Luonnollista alkuperää olevien typpilannoitteiden puutteen vuoksi ihmiskunta on oppinut hankkimaan niitä keinotekoisesti. On luotu ja kehittymässä typpilannoiteteollisuus, joka jalostaa ilmakehän typen ammoniakiksi ja typpilannoitteiksi.

Typen biologinen merkitys ei rajoitu sen osallistumiseen typpipitoisten aineiden kiertokulkuun. Sillä on tärkeä rooli ilmakehän hapen laimentajana, koska elämä on mahdotonta puhtaassa hapessa.

Ilman typpipitoisuuden nousu aiheuttaa hypoksiaa ja tukehtumista hapen osapaineen laskun vuoksi.

Osapaineen noustessa typellä on narkoottisia ominaisuuksia. Avoimessa ilmakehässä typen narkoottinen vaikutus ei kuitenkaan ilmene, koska sen pitoisuuden vaihtelut ovat merkityksettömiä.

Ilmakehän tärkein komponentti on kaasumainen happea (O 2 ) .

Aurinkokuntamme vapaassa tilassa olevaa happea löytyy vain maapallolta.

Maan hapen kehityksestä (kehityksestä) on esitetty monia oletuksia. Hyväksytty selitys on, että suurin osa nykyajan ilmakehän hapesta on peräisin biosfäärissä tapahtuvasta fotosynteesistä; ja vain pieni määrä happea muodostui veden fotosynteesin seurauksena.

Hapen biologinen rooli on erittäin korkea. Elämä on mahdotonta ilman happea. Maan ilmakehä sisältää 1,18  10 15 tonnia happea.

Luonnossa hapenkulutusprosessit ovat jatkuvassa käynnissä: ihmisten ja eläinten hengitys, palamisprosessit, hapettumisprosessit. Samaan aikaan ilman happipitoisuuden palauttamisprosessit (fotosynteesi) ovat jatkuvassa käynnissä. Kasvit imevät hiilidioksidia, hajottavat sitä, imevät hiiltä ja vapauttavat happea ilmakehään. Kasvit päästävät ilmakehään 0,5  10 5 miljoonaa tonnia happea. Tämä riittää kattamaan luonnollisen happihäviön. Siksi sen pitoisuus ilmassa on vakio ja on 20,95%.

Jatkuva ilmamassavirta sekoittaa troposfääriä, minkä vuoksi happipitoisuudessa ei ole eroa kaupungeissa ja maaseudulla. Happipitoisuus vaihtelee muutaman prosentin kymmenesosissa. Ei se mitään. Syvissä kaivoissa, kaivoissa, luolissa happipitoisuus voi kuitenkin laskea, joten niihin laskeutuminen on vaarallista.

Kun hapen osapaine laskee ihmisillä ja eläimillä, havaitaan hapen nälänhätää. Merkittäviä muutoksia hapen osapaineessa tapahtuu noustessa merenpinnan yläpuolelle. Hapenpuute-ilmiöitä voidaan havaita vuorikiipeilyssä (kiipeily, matkailu), lentomatkojen aikana. Kiipeäminen 3000 metrin korkeuteen voi aiheuttaa korkeustautia tai korkeussairautta.

Pitkäaikaisessa ylängöissä asuessa ihmiset kehittyvät riippuvaisiksi hapenpuutteesta ja tottuminen tapahtuu.

Korkea hapen osapaine on ihmiselle epäsuotuisa. Yli 600 mm:n osapaineessa keuhkojen vitaalikapasiteetti heikkenee. Puhtaan hapen hengittäminen (osittainen paine 760 mm) aiheuttaa keuhkopöhön, keuhkokuumeen, kouristuksia.

Luonnollisissa olosuhteissa ilman happipitoisuus ei ole lisääntynyt.

Otsoni on olennainen osa ilmakehää. Sen massa on 3,5 miljardia tonnia. Ilmakehän otsonipitoisuus vaihtelee vuodenaikojen mukaan: keväällä se on korkea, syksyllä matala. Otsonipitoisuus riippuu alueen leveysasteesta: mitä lähempänä päiväntasaajaa, sitä matalampi se on. Otsonipitoisuudella on vuorokausivaihtelu: se saavuttaa maksiminsa puoleenpäivään mennessä.

Otsonipitoisuus jakautuu epätasaisesti pitkin korkeutta. Sen korkein pitoisuus havaitaan 20-30 km korkeudessa.

Otsonia syntyy jatkuvasti stratosfäärissä. Auringon ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta happimolekyylit dissosioituvat (hajoavat) muodostaen atomihappea. Happiatomit yhdistyvät (yhdistyvät) happimolekyylien kanssa ja muodostavat otsonia (O 3). 20-30 km:n ylä- ja alapuolella otsonin fotosynteesi (muodostaminen) prosessit hidastuvat.

Otsonikerroksen läsnäolo ilmakehässä on erittäin tärkeää elämän olemassaololle maapallolla.

Otsoni viivästyttää auringon säteilyspektrin lyhytaaltoosaa, ei välitä alle 290 nm (nanometriä) lyhyempiä aaltoja. Ilman otsonia elämä maan päällä olisi mahdotonta, koska lyhyen ultraviolettisäteilyn tuhoisa vaikutus kaikkiin eläviin asioihin.

Otsoni myös absorboi infrapunasäteilyä, jonka aallonpituus on 9,5 mikronia (mikronia). Tästä johtuen otsoni vangitsee noin 20 prosenttia maapallon lämpösäteilystä, mikä vähentää sen lämmön menetystä. Ilman otsonia Maan absoluuttinen lämpötila olisi 7 0 alempi.

Ilmakehän alemmassa kerroksessa - troposfäärissä - otsonia tuodaan stratosfääristä ilmamassojen sekoittumisen seurauksena. Heikosti sekoittuessa otsonipitoisuus maan pinnalla laskee. Otsonin lisääntymistä ilmassa havaitaan ukkosmyrskyn aikana ilmakehän sähköpurkausten ja ilmakehän turbulenssin (sekoittumisen) lisääntymisen seurauksena.

Samaan aikaan ilman otsonipitoisuuden merkittävä nousu johtuu autojen pakokaasujen ja teollisuuden päästöjen mukana ilmakehään joutuvien orgaanisten aineiden fotokemiallisesta hapetuksesta. Otsoni on yksi myrkyllisistä aineista. Otsonilla on silmien, nenän ja kurkun limakalvoja ärsyttävä vaikutus pitoisuutena 0,2-1 mg/m 3 .

hiilidioksidi (CO 2 ) esiintyy ilmakehässä pitoisuutena 0,03 %. Sen kokonaismäärä on 2330 miljardia tonnia. Suuri määrä hiilidioksidia löytyy liuenneena merien ja valtamerien vedestä. Sidotussa muodossa se on osa dolomiitteja ja kalkkikiviä.

Ilmakehä täydentyy jatkuvasti hiilidioksidilla elävien organismien elintärkeiden prosessien, palamis-, hajoamis- ja käymisprosessien seurauksena. Ihminen päästää 580 litraa hiilidioksidia vuorokaudessa. Kalkkikiven hajoamisen aikana vapautuu suuri määrä hiilidioksidia.

Huolimatta lukuisten muodostumislähteiden läsnäolosta, hiilidioksidin merkittävää kertymistä ilmaan ei ole. Kasvit omaksuvat (assimiloituvat) jatkuvasti fotosynteesin aikana hiilidioksidia.

Kasvien lisäksi meret ja valtameret säätelevät ilmakehän hiilidioksidia. Kun hiilidioksidin osapaine ilmassa nousee, se liukenee veteen, ja kun se laskee, se vapautuu ilmakehään.

Pintailmakehässä hiilidioksidipitoisuudessa havaitaan pieniä vaihteluita: se on alhaisempi valtameren yllä kuin maan päällä; korkeampi metsässä kuin pellolla; korkeampi kaupungeissa kuin kaupungin ulkopuolella.

Hiilidioksidilla on tärkeä rooli eläinten ja ihmisten elämässä. Se stimuloi hengityskeskusta.

Ilmassa on jonkin verran inertit kaasut: argon, neon, helium, krypton ja ksenon. Nämä kaasut kuuluvat jaksollisen järjestelmän nollaryhmään, eivät reagoi muiden alkuaineiden kanssa ja ovat kemiallisessa mielessä inerttejä.

Inertit kaasut ovat huumausaineita. Niiden narkoottiset ominaisuudet ilmenevät korkeassa ilmanpaineessa. Avoimessa ilmakehässä inerttien kaasujen narkoottiset ominaisuudet eivät voi ilmetä.

Ilmakehän osien lisäksi se sisältää erilaisia ​​luonnosta peräisin olevia epäpuhtauksia ja ihmisen toiminnan aiheuttamia saasteita.

Epäpuhtaudet, joita ilmassa on sen luonnollisen kemiallisen koostumuksen lisäksi, kutsutaan nimellä ilmansaasteet.

Ilman saastuminen jaetaan luonnolliseen ja keinotekoiseen.

Luonnon saastuminen sisältää epäpuhtaudet, jotka pääsevät ilmaan luonnollisten prosessien seurauksena (kasvit, maapöly, tulivuorenpurkaukset, kosminen pöly).

Keinotekoinen ilmansaaste muodostuu ihmisen tuotantotoiminnan seurauksena.

Keinotekoiset ilmansaasteiden lähteet jaetaan 4 ryhmään:

kuljetus;

ala;

lämpövoimatekniikka;

roskien polttaminen.

Katsotaanpa heidän lyhyttä kuvaustaan.

Nykytilanteelle on ominaista se, että tieliikenteen päästöt ylittävät teollisuusyritysten päästöt.

Yksi auto päästää ilmaan yli 200 kemiallista yhdistettä. Jokainen auto kuluttaa keskimäärin 2 tonnia polttoainetta ja 30 tonnia ilmaa vuodessa ja päästää 700 kg hiilimonoksidia (CO), 230 kg palamattomia hiilivetyjä, 40 kg typen oksideja (NO 2) ja 2-5 kg ​​​kiinteitä aineita ilmakehään.

Nykyaikainen kaupunki on täynnä muita liikennemuotoja: rautatie, vesi ja ilma. Kaikista liikennemuodoista aiheutuvien ympäristöpäästöjen kokonaismäärällä on taipumus kasvaa jatkuvasti.

Teollisuusyritykset ovat ympäristövahinkojen osalta toisella sijalla liikenteen jälkeen.

Voimakkaimmin ilmaa saastuttavat rauta- ja ei-rautametallurgian, petrokemian ja koksikemian teollisuuden yritykset sekä rakennusmateriaalien tuotantoyritykset. Ne päästävät ilmakehään kymmeniä tonneja nokea, pölyä, metalleja ja niiden yhdisteitä (kupari, sinkki, lyijy, nikkeli, tina jne.).

Ilmakehään joutuessaan metallit saastuttavat maaperän, kerääntyvät siihen, tunkeutuvat säiliöiden veteen.

Alueilla, joilla on teollisuusyrityksiä, väestö on vaarassa joutua ilmansaasteiden haittavaikutuksiin.

Kiinteiden hiukkasten lisäksi teollisuus päästää ilmaan erilaisia ​​kaasuja: rikkihappoanhydridiä, hiilimonoksidia, typen oksideja, rikkivetyä, hiilivetyjä, radioaktiivisia kaasuja.

Epäpuhtaudet voivat pysyä ympäristössä pitkään ja vaikuttaa haitallisesti ihmiskehoon.

Esimerkiksi hiilivedyt pysyvät ympäristössä jopa 16 vuotta, osallistuvat aktiivisesti valokemiallisiin prosesseihin ilmakehän ilmassa muodostaen myrkyllisiä sumuja.

Kiinteitä ja nestemäisiä polttoaineita poltettaessa lämpövoimalaitoksissa havaitaan valtavaa ilmansaastetta. Ne ovat rikin ja typen oksidien, hiilimonoksidin, noen ja pölyn aiheuttamat ilmansaasteiden pääasialliset lähteet. Näille lähteille on ominaista valtava ilmansaaste.

Tällä hetkellä tiedetään monia tosiasioita ilmansaasteiden haitallisista vaikutuksista ihmisten terveyteen.

Ilmansaasteella on sekä akuutteja että kroonisia vaikutuksia ihmiskehoon.

Esimerkkejä ilmansaasteiden akuutista vaikutuksesta kansanterveyteen ovat myrkylliset sumut. Myrkyllisten aineiden pitoisuudet ilmassa lisääntyivät epäsuotuisissa sääoloissa.

Ensimmäinen myrkyllinen sumu rekisteröitiin Belgiassa vuonna 1930. Useita satoja ihmisiä loukkaantui, 60 ihmistä kuoli. Myöhemmin samanlaiset tapaukset toistettiin: vuonna 1948 amerikkalaisessa Donoran kaupungissa. 6 000 ihmistä kärsi. Vuonna 1952 Lontoon suuressa sumussa kuoli 4 000 ihmistä. Vuonna 1962 750 lontoolaista kuoli samasta syystä. Vuonna 1970 10 tuhatta ihmistä kärsi savusumusta Japanin pääkaupungin (Tokio) yllä, vuonna 1971 - 28 tuhatta.

Edellä lueteltujen katastrofien lisäksi kotimaisten ja ulkomaisten tekijöiden tutkimusaineiston analyysi kiinnittää huomiota väestön yleisen sairastuvuuden lisääntymiseen ilmansaasteista johtuen.

Tässä suunnitelmassa tehtyjen tutkimusten perusteella voimme päätellä, että teollisuuskeskusten ilmansaasteiden vaikutusten seurauksena:

kokonaiskuolleisuus sydän- ja verisuonisairauksiin ja hengityselinten sairauksiin;

ylempien hengitysteiden akuutti epäspesifinen sairastuvuus;

krooninen keuhkoputkentulehdus;

keuhkoastma;

emfyseema;

keuhkosyöpä;

elinajanodote lyhenee ja luova aktiivisuus.

Lisäksi tällä hetkellä matemaattinen analyysi on paljastanut tilastollisesti merkitsevän korrelaation väestön ilmaantuvuuden välillä veri-, ruoansulatuselinten, ihosairauksien ja ilmansaasteiden välillä.

Hengityselimet, ruuansulatusjärjestelmä ja iho ovat myrkyllisten aineiden "sisäänkäyntiportteja", jotka toimivat niiden suoran ja epäsuoran toiminnan kohteina.

Ilman saastumisen vaikutusta elinoloihin pidetään ilmansaasteiden epäsuorana (epäsuorana) vaikutuksena väestön terveyteen.

Se sisältää:

yleisvalon heikkeneminen;

auringon ultraviolettisäteilyn vähentäminen;

muuttuvat ilmasto-olosuhteet;

elinolojen heikkeneminen;

kielteiset vaikutukset viheralueisiin;

negatiivinen vaikutus eläimiin.

Ilmakehää saastuttavat aineet aiheuttavat suuria vahinkoja rakennuksille, rakenteille, rakennusmateriaaleille.

Ilmansaasteiden aiheuttamat taloudelliset kokonaisvahingot Yhdysvalloille, mukaan lukien niiden vaikutukset ihmisten terveyteen, rakennusmateriaaleihin, metalleihin, kankaisiin, nahkaan, paperiin, maaleihin, kumiin ja muihin materiaaleihin, ovat 15-20 miljardia dollaria vuodessa.

Kaikki edellä oleva osoittaa, että ilmakehän ilman suojaaminen saastumiselta on äärimmäisen tärkeä ongelma ja asiantuntijoiden huomion kohteena kaikissa maailman maissa.

Kaikki toimenpiteet ilmakehän ilman suojelemiseksi tulisi suorittaa kattavasti useilla alueilla:

Lainsäädäntötoimenpiteet. Nämä ovat maan hallituksen hyväksymiä lakeja, joiden tarkoituksena on suojella ilmaympäristöä;

Teollisuus- ja asuinalueiden järkevä sijoittaminen;

Tekniset toimenpiteet, joilla pyritään vähentämään päästöjä ilmakehään;

Terveystoimenpiteet;

Ilmakehän ilmaa koskevien hygieniastandardien kehittäminen;

Ilmakehän ilman puhtauden valvonta;

Teollisuusyritysten työn valvonta;

Asuttujen alueiden parantaminen, maisemointi, kastelu, suojarakojen luominen teollisuusyritysten ja asuinkompleksien välille.

Valtionsisäisen suunnitelman lueteltujen toimenpiteiden lisäksi kehitetään ja toteutetaan laajasti valtioiden välisiä ohjelmia ilmakehän ilman suojelua varten.

Ilma-altaan suojeluongelma on ratkaistu useissa kansainvälisissä järjestöissä - WHO, YK, UNESCO ja muut.