Na rozdiel od horúcich a studených planét našej slnečnej sústavy sú na planéte Zem podmienky, ktoré umožňujú život v určitej forme. Jednou z hlavných podmienok je zloženie atmosféry, ktorá dáva všetkým živým veciam možnosť voľne dýchať a chráni pred smrtiacou radiáciou, ktorá vládne vo vesmíre.

Z čoho sa skladá atmosféra?

Atmosféra Zeme sa skladá z mnohých plynov. V podstate čo zaberá 77%. Plyn, bez ktorého je život na Zemi nemysliteľný, zaberá oveľa menší objem, obsah kyslíka vo vzduchu je 21 % z celkového objemu atmosféry. Posledné 2% sú zmesou rôznych plynov vrátane argónu, hélia, neónu, kryptónu a iných.

Atmosféra Zeme stúpa do výšky 8 000 km. Dýchateľný vzduch existuje iba v spodnej vrstve atmosféry, v troposfére, ktorá dosahuje 8 km na póloch, smerom nahor a 16 km nad rovníkom. Ako sa zvyšuje nadmorská výška, vzduch sa stáva redším a tým viac sa vyčerpáva kyslík. Aby sme zvážili, aký je obsah kyslíka vo vzduchu v rôznych výškach, uvedieme príklad. Na vrchole Everestu (nadmorská výška 8848 m) vzduch zadržiava tohto plynu 3-krát menej ako nad hladinou mora. Preto môžu dobyvatelia vysokých horských štítov – horolezci – vystúpiť na jeho vrchol len v kyslíkových maskách.

Kyslík je hlavnou podmienkou prežitia na planéte

Na začiatku existencie Zeme vzduch, ktorý ju obklopoval, tento plyn vo svojom zložení nemal. To sa celkom hodilo pre život tých najjednoduchších – jednobunkových molekúl, ktoré plávali v oceáne. Nepotrebovali kyslík. Proces sa začal asi pred 2 miliónmi rokov, keď prvé živé organizmy v dôsledku fotosyntézy začali uvoľňovať malé dávky tohto plynu získaného v dôsledku chemických reakcií najskôr do oceánu a potom do atmosféry. Život sa na planéte vyvinul a nadobudol rôzne podoby, z ktorých väčšina neprežila až do našich čias. Niektoré organizmy sa nakoniec adaptovali na život s novým plynom.

Naučili sa bezpečne využívať jeho silu vo vnútri bunky, kde fungovala ako elektráreň, na získavanie energie z potravy. Tento spôsob využívania kyslíka sa nazýva dýchanie a robíme ho každú sekundu. Práve dýchanie umožnilo vznik zložitejších organizmov a ľudí. V priebehu miliónov rokov obsah kyslíka vo vzduchu vyletel na súčasnú úroveň – približne 21 %. Akumulácia tohto plynu v atmosfére prispela k vytvoreniu ozónovej vrstvy vo výške 8-30 km od zemského povrchu. Planéta zároveň dostala ochranu pred škodlivými účinkami ultrafialových lúčov. Ďalší vývoj foriem života na vode a na súši sa rýchlo zvýšil v dôsledku zvýšenej fotosyntézy.

anaeróbny život

Hoci sa niektoré organizmy prispôsobili stúpajúcej hladine uvoľňovaného plynu, mnohé z najjednoduchších foriem života, ktoré existovali na Zemi, zmizli. Iné organizmy prežili vďaka úkrytu pred kyslíkom. Niektoré z nich dnes žijú v koreňoch strukovín a využívajú dusík zo vzduchu na stavbu aminokyselín pre rastliny. Smrteľný botulizmus organizmu je ďalším „utečencom“ pred kyslíkom. Pokojne prežíva vo vákuovom balení s konzervovanými potravinami.

Aká hladina kyslíka je optimálna pre život

Predčasne narodené deti, ktorých pľúca ešte nie sú úplne otvorené na dýchanie, spadajú do špeciálnych inkubátorov. V nich je obsah kyslíka vo vzduchu objemovo vyšší a namiesto bežných 21% je tu nastavená jeho úroveň 30-40%. Batoľatá s vážnymi problémami s dýchaním sú obklopené vzduchom so 100% hladinou kyslíka, aby sa zabránilo poškodeniu mozgu dieťaťa. Byť v takýchto podmienkach zlepšuje kyslíkový režim tkanív, ktoré sú v stave hypoxie, a normalizuje ich životné funkcie. Ale jeho nadmerné množstvo vo vzduchu je rovnako nebezpečné ako jeho nedostatok. Príliš veľa kyslíka v krvi dieťaťa môže poškodiť krvné cievy v očiach a spôsobiť stratu zraku. To ukazuje dualitu vlastností plynu. Aby sme žili, musíme ho dýchať, no jeho nadbytok sa niekedy môže stať pre telo jedom.

Oxidačný proces

Keď sa kyslík spája s vodíkom alebo uhlíkom, prebieha reakcia nazývaná oxidácia. Tento proces spôsobuje rozpad organických molekúl, ktoré sú základom života. V ľudskom tele prebieha oxidácia nasledovne. Červené krvinky zbierajú kyslík z pľúc a prenášajú ho do celého tela. Dochádza k procesu ničenia molekúl potravy, ktorú jeme. Tento proces uvoľňuje energiu, vodu a oxid uhličitý. Ten sa vylúči krvinkami späť do pľúc a my ho vydýchneme do vzduchu. Človek sa môže udusiť, ak mu bráni dýchať dlhšie ako 5 minút.

Dych

Zvážte obsah kyslíka vo vzduchu, ktorý dýchame. Atmosférický vzduch, ktorý sa pri vdýchnutí dostáva zvonka do pľúc, sa nazýva vdýchnutý a vzduch, ktorý pri výdychu vychádza cez dýchací systém, sa nazýva vydychovaný.

Je to zmes vzduchu, ktorá naplnila alveoly tým, čo je v dýchacom trakte. Chemické zloženie vzduchu, ktoré zdravý človek v prirodzených podmienkach vdychuje a vydychuje, sa prakticky nemení a vyjadruje sa v takýchto číslach.

Kyslík je hlavnou zložkou vzduchu pre život. Zmeny v množstve tohto plynu v atmosfére sú malé. Ak pri mori obsahuje obsah kyslíka vo vzduchu až 20,99 %, tak ani vo veľmi znečistenom ovzduší priemyselných miest jeho hladina neklesne pod 20,5 %. Takéto zmeny neodhalia účinky na ľudský organizmus. Fyziologické poruchy sa objavia, keď percento kyslíka vo vzduchu klesne na 16-17%. Zároveň je jasné, že vedie k prudkému poklesu vitálnej aktivity a pri obsahu kyslíka vo vzduchu 7-8% je možný smrteľný výsledok.

Atmosféra v rôznych obdobiach

Zloženie atmosféry vždy ovplyvňovalo vývoj. V rôznych geologických časoch sa v dôsledku prírodných katastrof pozorovalo zvýšenie alebo zníženie hladiny kyslíka, čo malo za následok zmenu biosystému. Približne pred 300 miliónmi rokov jeho obsah v atmosfére stúpol na 35 %, pričom planétu obýval gigantický hmyz. K najväčšiemu vyhynutiu živých bytostí v histórii Zeme došlo asi pred 250 miliónmi rokov. Počas nej zomrelo viac ako 90 % obyvateľov oceánu a 75 % obyvateľov pevniny. Jedna verzia masového vymierania hovorí, že za to mohol nízky obsah kyslíka vo vzduchu. Množstvo tohto plynu kleslo na 12% a nachádza sa v spodnej atmosfére až do výšky 5300 metrov. V našej dobe dosahuje obsah kyslíka v atmosférickom vzduchu 20,9 %, čo je o 0,7 % menej ako pred 800 tisíc rokmi. Tieto údaje potvrdzujú vedci z Princetonskej univerzity, ktorí skúmali vzorky grónskeho a atlantického ľadu, ktorý sa v tom čase vytvoril. Zamrznutá voda zachránila vzduchové bubliny a táto skutočnosť pomáha vypočítať hladinu kyslíka v atmosfére.

Aká je jeho hladina vo vzduchu

Jeho aktívna absorpcia z atmosféry môže byť spôsobená pohybom ľadovcov. Ako sa vzďaľujú, odhaľujú obrovské plochy organických vrstiev, ktoré spotrebúvajú kyslík. Ďalším dôvodom môže byť ochladzovanie vôd oceánov: jeho baktérie aktívnejšie absorbujú kyslík pri nízkych teplotách. Vedci tvrdia, že priemyselný skok a s ním aj spaľovanie obrovského množstva paliva nemá zvláštny vplyv. Svetové oceány sa ochladzujú už 15 miliónov rokov a množstvo životne dôležitých látok v atmosfére sa znížilo bez ohľadu na vplyv človeka. Pravdepodobne na Zemi prebiehajú niektoré prírodné procesy, ktoré vedú k tomu, že spotreba kyslíka je vyššia ako jeho produkcia.

Vplyv človeka na zloženie atmosféry

Povedzme si niečo o vplyve človeka na zloženie ovzdušia. Úroveň, ktorú máme dnes, je ideálna pre živé bytosti, obsah kyslíka vo vzduchu je 21%. Rovnováha oxidu uhličitého a iných plynov je daná životným cyklom v prírode: živočíchy vydychujú oxid uhličitý, rastliny ho využívajú a uvoľňujú kyslík.

Neexistuje však žiadna záruka, že táto úroveň bude vždy konštantná. Množstvo oxidu uhličitého uvoľňovaného do atmosféry sa zvyšuje. Je to spôsobené tým, že ľudstvo používa palivo. A ako viete, vznikol z fosílií organického pôvodu a oxid uhličitý vstupuje do vzduchu. Najväčšie rastliny na našej planéte, stromy, sú medzitým ničené čoraz rýchlejšie. Kilometre lesa miznú do minúty. To znamená, že časť kyslíka vo vzduchu postupne klesá a vedci už bijú na poplach. Zemská atmosféra nie je bezhraničná špajza a kyslík sa do nej nedostane zvonku. Vyvíjalo sa neustále spolu s vývojom Zeme. Je potrebné neustále pamätať na to, že tento plyn produkuje vegetácia v procese fotosyntézy v dôsledku spotreby oxidu uhličitého. A každé výrazné zníženie vegetácie vo forme odlesňovania nevyhnutne znižuje prenikanie kyslíka do atmosféry, čím narúša jej rovnováhu.

Hlavnými zložkami atmosférického vzduchu sú kyslík (asi 21%), dusík (78%), oxid uhličitý (0,03-0,04%), vodná para, inertné plyny, ozón, peroxid vodíka (asi 1%).

Kyslík je najdôležitejšou súčasťou vzduchu. S jeho priamou účasťou prebiehajú všetky oxidačné procesy v ľudskom a zvieracom tele. V pokoji človek spotrebuje asi 350 ml kyslíka za minútu a pri ťažkej fyzickej práci sa množstvo spotrebovaného kyslíka niekoľkonásobne zvyšuje.

Vdychovaný vzduch obsahuje 20,7-20,9% kyslíka a vydychovaný vzduch obsahuje asi 15-16%. Tkanivá tela teda absorbujú asi 1/4 kyslíka prítomného v zložení vdychovaného vzduchu.

V atmosfére sa obsah kyslíka výrazne nemení. Rastliny absorbujú oxid uhličitý a rozkladajú ho, aby absorbovali uhlík, zatiaľ čo uvoľnený kyslík sa uvoľňuje do atmosféry. Zdrojom tvorby kyslíka je aj fotochemický rozklad vodnej pary vo vyšších vrstvách atmosféry pod vplyvom ultrafialového žiarenia zo slnka. Pri zabezpečovaní stáleho zloženia atmosférického vzduchu je dôležité aj premiešavanie prúdov vzduchu v spodných vrstvách atmosféry. Výnimkou sú hermeticky uzavreté miestnosti, kde vplyvom dlhého pobytu ľudí môže obsah kyslíka výrazne klesnúť (ponorky, úkryty, pretlakové kabíny lietadiel a pod.).

Pre telo je dôležitý parciálny tlak * kyslíka a nie jeho absolútny obsah vo vdychovanom vzduchu. Je to spôsobené tým, že k prechodu kyslíka z alveolárneho vzduchu do krvi az krvi do tkanivovej tekutiny dochádza pod vplyvom rozdielu parciálneho tlaku. Parciálny tlak kyslíka klesá so zvyšujúcou sa nadmorskou výškou (tabuľka 1).

Tabuľka 1. Parciálny tlak kyslíka v rôznych nadmorských výškach

Veľký význam má využitie kyslíka na liečbu chorôb sprevádzaných kyslíkovým hladom (kyslíkové stany, inhalátory).

Oxid uhličitý. Obsah oxidu uhličitého v atmosfére je pomerne konštantný. Táto stálosť sa vysvetľuje jeho cirkuláciou v prírode. Napriek tomu, že procesy rozkladu a životná aktivita organizmu sú sprevádzané uvoľňovaním oxidu uhličitého, nedochádza k výraznému zvýšeniu jeho obsahu v atmosfére, pretože oxid uhličitý je absorbovaný rastlinami. Zároveň uhlík ide do konštrukcie organických látok a kyslík vstupuje do atmosféry. Vydychovaný vzduch obsahuje až 4,4 % oxidu uhličitého.

Oxid uhličitý je fyziologickým pôvodcom dýchacieho centra, preto sa pri umelom dýchaní v malých množstvách pridáva do vzduchu. Vo veľkom množstve môže mať narkotický účinok a spôsobiť smrť.

Oxid uhličitý má aj hygienický význam. Podľa jeho obsahu sa posudzuje čistota ovzdušia v obytných a verejných priestoroch (t.j. v priestoroch, kde sa nachádzajú ľudia). Pri hromadení ľudí v zle vetraných miestnostiach sa súbežne s hromadením oxidu uhličitého v ovzduší zvyšuje aj obsah ostatných splodín človeka, stúpa teplota vzduchu a zvyšuje sa jeho vlhkosť.

Zistilo sa, že ak obsah oxidu uhličitého vo vnútornom vzduchu presiahne 0,07-0,1%, vzduch získava nepríjemný zápach a môže narušiť funkčný stav tela.

Paralelnosť zmien uvedených vlastností ovzdušia v obytných priestoroch a zvýšenie koncentrácie oxidu uhličitého, ako aj jednoduchosť stanovenia jeho obsahu umožňujú použiť tento ukazovateľ na hygienické hodnotenie kvality ovzdušia a účinnosti vetranie vo verejných priestoroch.

dusík a iné plyny. Dusík je hlavnou zložkou atmosférického vzduchu. V tele je rozpustený v krvi a tkanivových tekutinách, ale nezúčastňuje sa chemických reakcií.

V súčasnosti sa experimentálne zistilo, že v podmienkach zvýšeného tlaku vzdušný dusík vyvoláva u zvierat poruchu nervovosvalovej koordinácie, následnej excitácie a narkotického stavu. Výskumníci pozorovali podobné javy u potápačov. Použitie zmesi hélium-kyslík na dýchanie potápačov umožňuje zvýšiť hĺbku zostupu na 200 m bez výrazných príznakov intoxikácie.

Pri elektrických výbojoch blesku a pod vplyvom ultrafialových lúčov slnka sa vo vzduchu tvorí malé množstvo iných plynov. Ich hygienická hodnota je pomerne malá.

* Parciálny tlak plynu v zmesi plynov je tlak, ktorý by daný plyn vytvoril, keby zaberal celý objem zmesi.

Malé deti sa často pýtajú svojich rodičov, čo je vzduch a z čoho sa zvyčajne skladá. Ale nie každý dospelý vie odpovedať správne. Samozrejme, každý študoval štruktúru vzduchu v škole na prírodných vedách, ale v priebehu rokov sa tieto poznatky mohli zabudnúť. Skúsme ich naplniť.

čo je vzduch?

Vzduch je jedinečná „látka“. Nevidíte, nedotýkajte sa, je to bez chuti. Preto je také ťažké poskytnúť jasnú definíciu toho, čo to je. Zvyčajne len hovoria – vzduch je to, čo dýchame. Je všade okolo nás, hoci si to vôbec nevšímame. Pocítite to až vtedy, keď fúka silný vietor alebo sa objaví nepríjemný zápach.

Čo sa stane, ak vzduch zmizne? Bez nej nemôže žiť a pracovať ani jeden živý organizmus, čo znamená, že všetci ľudia a zvieratá zomrú. Nie je obchádzaný pre proces dýchania. Dôležité je, aký čistý a zdravý je vzduch, ktorý každý dýcha.

Kde nájdete čerstvý vzduch?

Najužitočnejší vzduch sa nachádza:

• V lesoch, najmä borovicových.
• V horách.
• Pri mori.

Vzduch v týchto miestach má príjemnú vôňu a má blahodarné vlastnosti pre telo. To vysvetľuje, prečo sa detské zdravotné tábory a rôzne sanatóriá nachádzajú v blízkosti lesov, v horách alebo na pobreží mora.

Čerstvý vzduch si užijete len mimo mesta. Z tohto dôvodu si veľa ľudí kupuje letné chaty mimo obce. Niektorí sa sťahujú na prechodný alebo trvalý pobyt v obci, stavajú si tam domy. To platí najmä pre rodiny s malými deťmi. Ľudia odchádzajú, pretože vzduch v meste je silne znečistený.

Problém znečistenia čerstvého vzduchu

V modernom svete je problém znečistenia životného prostredia obzvlášť dôležitý. Práca moderných tovární, podnikov, jadrových elektrární, automobilov má negatívny vplyv na prírodu. Vypúšťajú do ovzdušia škodlivé látky, ktoré znečisťujú ovzdušie. Preto veľmi často ľudia v mestských oblastiach pociťujú nedostatok čerstvého vzduchu, čo je veľmi nebezpečné.

Vážnym problémom je ťažký vzduch vo vnútri zle vetranej miestnosti, najmä ak sú v nej počítače a iné zariadenia. Prítomnosťou na takomto mieste sa človek môže začať dusiť z nedostatku vzduchu, bolí ho hlava, objavuje sa slabosť.

Podľa štatistík zostavených Svetovou zdravotníckou organizáciou je asi 7 miliónov ľudských úmrtí ročne spojených s absorpciou znečisteného vzduchu na ulici a v interiéri.

Škodlivý vzduch sa považuje za jednu z hlavných príčin takého hrozného ochorenia, akým je rakovina. Tak hovoria organizácie zapojené do štúdia rakoviny.

Preto je potrebné prijať preventívne opatrenia.

Ako sa dostať na čerstvý vzduch?

Človek bude zdravý, ak bude môcť každý deň dýchať čerstvý vzduch. Ak sa z dôležitej práce, nedostatku peňazí alebo iných dôvodov nedá odsťahovať z mesta, potom je potrebné hľadať východisko zo situácie priamo na mieste. Aby telo dostalo potrebnú normu čerstvého vzduchu, mali by sa dodržiavať tieto pravidlá:

1. Byť častejšie na ulici, napríklad chodiť po večeroch po parkoch, záhradách.
2. Cez víkendy choďte na prechádzku do lesa.
3. Neustále vetrajte obytné a pracovné priestory.
4. Vysádzajte viac zelených rastlín, najmä v kanceláriách, kde sú počítače.
5. Raz ročne je vhodné navštíviť letoviská ležiace pri mori alebo v horách.

Z akých plynov sa skladá vzduch?

Každý deň, každú sekundu sa ľudia nadýchnu a vydýchnu, úplne bez toho, aby premýšľali o vzduchu. Ľudia naňho nijako nereagujú, napriek tomu, že ich všade obklopuje. Napriek svojej beztiažnosti a neviditeľnosti pre ľudské oko má vzduch pomerne zložitú štruktúru. Zahŕňa vzájomný vzťah niekoľkých plynov:

• Dusík.
• Kyslík.
• argón.
• Oxid uhličitý.
• Neon.
• metán.
• hélium.
• Krypton.
• Vodík.
• xenón.

Hlavná časť vzduchu je dusíka , ktorého hmotnostný podiel je 78 percent. 21 percent z celkového množstva tvorí kyslík, najdôležitejší plyn pre ľudský život. Zvyšné percentá zaberajú iné plyny a vodná para, z ktorých vznikajú oblaky.

Môže vyvstať otázka, prečo je kyslíka tak málo, len o niečo viac ako 20 %? Tento plyn je reaktívny. S nárastom jeho podielu v atmosfére sa preto výrazne zvýši pravdepodobnosť požiarov vo svete.

Z čoho sa skladá vzduch, ktorý dýchame?

Dva hlavné plyny, ktoré tvoria základ vzduchu, ktorý každý deň dýchame, sú:

• Kyslík.
• Oxid uhličitý.

Vdychujeme kyslík, vydychujeme oxid uhličitý. Tieto informácie pozná každý študent. Ale odkiaľ pochádza kyslík? Hlavným zdrojom produkcie kyslíka sú zelené rastliny. Sú tiež konzumentmi oxidu uhličitého.

Svet je zaujímavý. Vo všetkých prebiehajúcich životných procesoch sa dodržiava pravidlo udržiavania rovnováhy. Ak niečo odniekiaľ odišlo, tak niečo niekde prišlo. Tak je to aj so vzduchom. Zelené plochy produkujú kyslík, ktorý ľudstvo potrebuje na dýchanie. Ľudia prijímajú kyslík a uvoľňujú oxid uhličitý, ktorý zase využívajú rastliny. Vďaka tomuto systému interakcie existuje život na planéte Zem.

Keď vieme, z čoho pozostáva vzduch, ktorý dýchame, a ako veľmi je v modernej dobe znečistený, je potrebné chrániť rastlinný svet planéty a urobiť všetko pre to, aby sa zástupcovia zelených rastlín zvýšili.

Video o zložení vzduchu

Na stránkach blogu veľa hovoríme o najrôznejších chemikáliách a zmesiach, no príbeh o jednej z najdôležitejších zložitých látok – vzduchu sme ešte nemali. Poďme to napraviť a porozprávajme sa o vzduchu. V prvom článku: malá história skúmania vzduchu, jeho chemické zloženie a základné fakty o ňom.

Trochu histórie štúdia vzduchu

V súčasnosti sa vzduch chápe ako zmes plynov, ktoré tvoria atmosféru našej planéty. Nebolo to však vždy tak: vedci si dlho mysleli, že vzduch je jednoduchá látka, integrálna látka. A hoci mnohí vedci vyslovili hypotézy o zložitom zložení ovzdušia, veci neprekročili dohady až do 18. storočia. Okrem toho vzduch dostal filozofický význam. V starovekom Grécku bol vzduch považovaný za jeden zo základných kozmických prvkov spolu so zemou, ohňom, zemou a vodou, ktoré tvoria všetko, čo existuje. Aristoteles pripisoval vzduch sublunárnym svetelným prvkom, zosobňujúcim vlhkosť a teplo. Nietzsche vo svojich spisoch písal o vzduchu ako o symbole slobody, ako o najvyššej a najjemnejšej forme hmoty, pre ktorú neexistujú žiadne bariéry.

V 17. storočí sa dokázalo, že vzduch je hmotná entita, látka, ktorej vlastnosti ako hustota a hmotnosť sa dajú merať.

V 18. storočí vedci uskutočnili reakcie vzduchu s rôznymi látkami v uzavretých chemických nádobách. Zistilo sa teda, že asi pätina objemu vzduchu sa absorbuje a zvyšná časť horenia a dýchania nie je podporovaná. V dôsledku toho sa dospelo k záveru, že vzduch je komplexná látka pozostávajúca z dvoch zložiek, z ktorých jedna, kyslík, podporuje spaľovanie a druhá, dusík, „skazený vzduch“, nepodporuje spaľovanie a dýchanie. Takto bol objavený kyslík. O niečo neskôr sa získal čistý dusík. A až na samom konci 19. storočia bol objavený argón, hélium, kryptón, xenón, radón a neón, ktoré sú prítomné aj vo vzduchu.

Chemické zloženie

Vzduch je tvorený zmesou asi dvadsiatich siedmich rôznych plynov. Približne 99 % tvorí zmes kyslíka a dusíka. V rámci zvyšného percenta: vodná para, oxid uhličitý, metán, vodík, ozón, inertné plyny (argón, xenón, neón, hélium, kryptón) a iné. Vo vzduchu sa často nachádza napríklad sírovodík, oxid uhoľnatý, jód, oxidy dusíka, amoniak.

Predpokladá sa, že čistý vzduch za normálnych podmienok obsahuje 78,1 % dusíka a 20,93 % kyslíka. V závislosti od geografickej polohy a nadmorskej výšky sa však zloženie ovzdušia môže líšiť.

Existuje aj niečo ako znečistené ovzdušie, teda vzduch, ktorého zloženie sa líši od prirodzeného atmosférického v dôsledku prítomnosti škodlivín. Tieto látky sú:
. prírodného pôvodu (sopečné plyny a prach, morská soľ, výpary a plyny z prírodných požiarov, peľ rastlín, prach z pôdnej erózie atď.).
. antropogénny pôvod – vyplývajúci z priemyselných a domácich činností človeka (emisie uhlíka, síry, dusíkatých zlúčenín; uhoľný a iný prach z banských a priemyselných podnikov; poľnohospodársky odpad, priemyselné a domáce skládky, náhodné úniky ropy a iných látok ohrozujúcich životné prostredie; výfukové plyny vozidiel plyny atď.).

Vlastnosti

Čistý atmosférický vzduch nemá farbu a vôňu, je neviditeľný, hoci ho cítiť. Fyzikálne parametre vzduchu sú určené nasledujúcimi charakteristikami:

omša;
. teplota;
. hustota;
. atmosferický tlak;
. vlhkosť;
. tepelná kapacita;
. tepelná vodivosť;
. viskozita.

Väčšina parametrov vzduchu závisí od jeho teploty, preto existuje veľa tabuliek parametrov vzduchu pre rôzne teploty. Teplota vzduchu sa meria meteorologickým teplomerom a vlhkosť sa meria vlhkomerom.

Vzduch má oxidačné vlastnosti (kvôli vysokému obsahu kyslíka), podporuje spaľovanie a dýchanie; zle vedie teplo, dobre sa rozpúšťa vo vode. Jeho hustota klesá so zvyšujúcou sa teplotou a zvyšuje sa jeho viskozita.

V nasledujúcom článku sa dozviete o niekoľkých zaujímavých faktoch o vzduchu a jeho aplikáciách.

PREDNÁŠKA č.3. Atmosférický vzduch.

Téma: Atmosférický vzduch, jeho chemické zloženie a fyziologické vlastnosti

význam komponentov.

znečistenie ovzdušia; ich vplyv na verejné zdravie.

Plán prednášok:

Chemické zloženie atmosférického vzduchu.

Biologická úloha a fyziologický význam jej zložiek: dusík, kyslík, oxid uhličitý, ozón, inertné plyny.

Pojem znečistenie ovzdušia a ich zdroje.

Vplyv znečistenia ovzdušia na zdravie (priamy vplyv).

Vplyv znečistenia ovzdušia na životné podmienky obyvateľstva (nepriamy vplyv na zdravie).

Otázky ochrany ovzdušia pred znečistením.

Plynný obal Zeme sa nazýva atmosféra. Celková hmotnosť zemskej atmosféry je 5,13  10 15 ton.

Vzduch, ktorý tvorí atmosféru, je zmesou rôznych plynov. Zloženie suchého vzduchu na úrovni mora je:

Tabuľka č.1

Zloženie suchého vzduchu pri teplote 0 0 C a

tlak 760 mm Hg. čl.

Komponenty Komponenty	Percentuálne zloženie podľa objemu	Koncentrácia v mg/m 3
Kyslík
Oxid uhličitý
Oxid dusný

Zloženie zemskej atmosféry zostáva konštantné nad pevninou, nad morom, v mestách a na vidieku. Rovnako sa nemení s výškou. Malo by sa pamätať na to, že hovoríme o percentách zložiek vzduchu v rôznych výškach. To sa však nedá povedať o hmotnostnej koncentrácii plynov. Keď stúpame nahor, hustota vzduchu klesá a znižuje sa aj počet molekúl obsiahnutých v jednotke priestoru. V dôsledku toho klesá hmotnostná koncentrácia plynu a jeho parciálny tlak.

Zastavme sa pri charakteristike jednotlivých zložiek vzduchu.

Hlavnou zložkou atmosféry je dusíka. Dusík je inertný plyn. Nepodporuje dýchanie a spaľovanie. V dusíkovej atmosfére je život nemožný.

Dusík hrá dôležitú biologickú úlohu. Vzdušný dusík pohlcujú niektoré druhy baktérií a rias, ktoré z neho vytvárajú organické zlúčeniny.

Vplyvom atmosférickej elektriny vzniká malé množstvo dusíkových iónov, ktoré sa zrážkami vyplavujú z atmosféry a obohacujú pôdu o soli kyseliny dusnej a dusičnej. Soli kyseliny dusnej sa vplyvom pôdnych baktérií menia na dusitany. Dusitany a amoniakálne soli sú absorbované rastlinami a slúžia na syntézu bielkovín.

Tak sa uskutočňuje premena inertného dusíka atmosféry na živú hmotu organického sveta.

Pre nedostatok dusíkatých hnojív prírodného pôvodu sa ich ľudstvo naučilo získavať umelo. Vznikol a rozvíja sa priemysel dusíkatých hnojív, ktorý spracováva vzdušný dusík na amoniak a dusíkaté hnojivá.

Biologický význam dusíka sa neobmedzuje len na jeho účasť v kolobehu dusíkatých látok. Hrá dôležitú úlohu ako riedidlo vzdušného kyslíka, pretože v čistom kyslíku je život nemožný.

Zvýšenie obsahu dusíka vo vzduchu spôsobuje hypoxiu a asfyxiu v dôsledku zníženia parciálneho tlaku kyslíka.

So zvýšením parciálneho tlaku dusík vykazuje narkotické vlastnosti. Vo voľnej atmosfére sa však narkotický účinok dusíka neprejavuje, keďže kolísanie jeho koncentrácie je nevýznamné.

Najdôležitejšia zložka atmosféry je plynná kyslík (O 2 ) .

Kyslík v našej slnečnej sústave vo voľnom stave sa nachádza iba na Zemi.

Bolo predložených veľa predpokladov týkajúcich sa vývoja (vývoja) suchozemského kyslíka. Najviac akceptované vysvetlenie je, že prevažná väčšina kyslíka v modernej atmosfére pochádzala z fotosyntézy v biosfére; a len počiatočné, malé množstvo kyslíka vzniklo ako výsledok vodnej fotosyntézy.

Biologická úloha kyslíka je mimoriadne vysoká. Bez kyslíka je život nemožný. Zemská atmosféra obsahuje 1,18  10 15 ton kyslíka.

V prírode neustále prebiehajú procesy spotreby kyslíka: dýchanie ľudí a zvierat, procesy spaľovania, oxidácia. Zároveň nepretržite prebiehajú procesy obnovy obsahu kyslíka vo vzduchu (fotosyntéza). Rastliny absorbujú oxid uhličitý, rozkladajú ho, absorbujú uhlík a uvoľňujú kyslík do atmosféry. Rastliny vypúšťajú do atmosféry 0,5  10 5 miliónov ton kyslíka. To stačí na pokrytie prirodzenej straty kyslíka. Preto je jeho obsah vo vzduchu konštantný a predstavuje 20,95 %.

Nepretržité prúdenie vzdušných hmôt premiešava troposféru, a preto nie je rozdiel v obsahu kyslíka v mestách a na vidieku. Koncentrácia kyslíka kolíše v rozmedzí niekoľkých desatín percenta. Nezáleží na tom. V hlbokých jamách, studniach, jaskyniach však môže obsah kyslíka klesnúť, takže zostup do nich je nebezpečný.

S poklesom parciálneho tlaku kyslíka u ľudí a zvierat sa pozorujú javy hladovania kyslíkom. Pri stúpaní nad hladinu mora dochádza k výrazným zmenám parciálneho tlaku kyslíka. Fenomén nedostatku kyslíka možno pozorovať pri horolezectve (horolezectvo, turistika), pri cestovaní lietadlom. Výstup do výšky 3000 m môže spôsobiť výškovú chorobu alebo výškovú chorobu.

Pri dlhodobom pobyte na vysočinách si ľudia vytvárajú závislosť na nedostatku kyslíka a dochádza k aklimatizácii.

Vysoký parciálny tlak kyslíka je pre človeka nepriaznivý. Pri parciálnom tlaku nad 600 mm klesá vitálna kapacita pľúc. Inhalácia čistého kyslíka (parciálny tlak 760 mm) spôsobuje edém pľúc, zápal pľúc, kŕče.

V prirodzených podmienkach nedochádza k zvýšenému obsahu kyslíka vo vzduchu.

Ozón je neoddeliteľnou súčasťou atmosféry. Jeho hmotnosť je 3,5 miliardy ton. Obsah ozónu v atmosfére sa mení v závislosti od ročného obdobia: na jar je vysoký, na jeseň nízky. Obsah ozónu závisí od zemepisnej šírky oblasti: čím bližšie k rovníku, tým je nižší. Koncentrácia ozónu má denné kolísanie: maximum dosahuje okolo poludnia.

Koncentrácia ozónu je po výške rozložená nerovnomerne. Jeho najvyšší obsah sa pozoruje v nadmorskej výške 20-30 km.

Ozón sa neustále vytvára v stratosfére. Pod vplyvom ultrafialového žiarenia zo slnka dochádza k disociácii (rozpadu) molekúl kyslíka za vzniku atómového kyslíka. Atómy kyslíka sa rekombinujú (spájajú) s molekulami kyslíka a vytvárajú ozón (O 3). Vo výškach nad a pod 20-30 km sa procesy fotosyntézy (tvorby) ozónu spomaľujú.

Prítomnosť ozónovej vrstvy v atmosfére má veľký význam pre existenciu života na Zemi.

Ozón oneskoruje krátkovlnnú časť spektra slnečného žiarenia, neprepúšťa vlny kratšie ako 290 nm (nanometrov). Bez ozónu by bol život na Zemi nemožný kvôli ničivému účinku krátkeho ultrafialového žiarenia na všetko živé.

Ozón tiež absorbuje infračervené žiarenie s vlnovou dĺžkou 9,5 mikrónov (mikrónov). Vďaka tomu ozón zachytáva asi 20 percent tepelného žiarenia Zeme, čím znižuje straty jej tepla. Bez ozónu by bola absolútna teplota Zeme nižšia o 7 0 .

Do spodnej vrstvy atmosféry - troposféry sa ozón privádza zo stratosféry v dôsledku miešania vzdušných hmôt. Pri slabom premiešavaní sa koncentrácia ozónu na zemskom povrchu znižuje. Nárast ozónu vo vzduchu sa pozoruje počas búrky v dôsledku výbojov atmosférickej elektriny a zvýšenej turbulencie (premiešavania) atmosféry.

Výrazné zvýšenie koncentrácie ozónu v ovzduší je zároveň výsledkom fotochemickej oxidácie organických látok, ktoré sa dostávajú do atmosféry s výfukovými plynmi automobilov a priemyselnými emisiami. Ozón patrí medzi toxické látky. Ozón pôsobí dráždivo na sliznice očí, nosa, hrdla v koncentrácii 0,2-1 mg/m 3 .

oxid uhličitý (CO 2 ) sa nachádza v atmosfére v koncentrácii 0,03 %. Jeho celkové množstvo je 2330 miliárd ton. Veľké množstvo oxidu uhličitého sa nachádza v rozpustenej forme vo vode morí a oceánov. Vo viazanej forme je súčasťou dolomitov a vápencov.

Atmosféra sa neustále dopĺňa oxidom uhličitým v dôsledku životne dôležitých procesov živých organizmov, procesov spaľovania, rozkladu a fermentácie. Človek vypustí 580 litrov oxidu uhličitého za deň. Pri rozklade vápenca sa uvoľňuje veľké množstvo oxidu uhličitého.

Napriek prítomnosti mnohých zdrojov tvorby nedochádza k významnej akumulácii oxidu uhličitého vo vzduchu. Oxid uhličitý je neustále asimilovaný (asimilovaný) rastlinami počas fotosyntézy.

Regulátorom oxidu uhličitého v atmosfére sú okrem rastlín aj moria a oceány. Keď parciálny tlak oxidu uhličitého vo vzduchu stúpa, rozpúšťa sa vo vode a keď klesá, uvoľňuje sa do atmosféry.

V povrchovej atmosfére sa pozorujú malé výkyvy koncentrácie oxidu uhličitého: nad oceánom je nižšia ako nad pevninou; vyššie v lese ako na poli; vyššia v mestách ako mimo mesta.

Oxid uhličitý hrá dôležitú úlohu v živote zvierat a ľudí. Stimuluje dýchacie centrum.

Vo vzduchu je nejaké množstvo inertné plyny argón, neón, hélium, kryptón a xenón. Tieto plyny patria do nulovej skupiny periodickej tabuľky, nereagujú s inými prvkami a sú inertné v chemickom zmysle.

Inertné plyny sú narkotické. Ich narkotické vlastnosti sa prejavujú pri vysokom barometrickom tlaku. V otvorenej atmosfére sa narkotické vlastnosti inertných plynov nemôžu prejaviť.

Okrem jednotlivých zložiek atmosféry obsahuje rôzne nečistoty prírodného pôvodu a znečistenie spôsobené ľudskou činnosťou.

Nečistoty, ktoré sú prítomné vo vzduchu okrem jeho prirodzeného chemického zloženia, sa nazývajú znečistenie ovzdušia.

Znečistenie ovzdušia sa delí na prirodzené a umelé.

Prírodné znečistenie zahŕňa nečistoty, ktoré sa dostávajú do ovzdušia v dôsledku prírodných procesov (rastlina, pôdny prach, sopečné erupcie, kozmický prach).

Umelé znečistenie ovzdušia vzniká v dôsledku ľudskej výrobnej činnosti.

Umelé zdroje znečistenia ovzdušia sú rozdelené do 4 skupín:

doprava;

priemysel;

tepelná energetika;

spaľovanie odpadkov.

Poďme sa pozrieť na ich stručný popis.

Súčasný stav je charakteristický tým, že objem emisií z cestnej dopravy prevyšuje objem emisií z priemyselných podnikov.

Jedno auto uvoľní do ovzdušia viac ako 200 chemických zlúčenín. Každé auto spotrebuje ročne v priemere 2 tony paliva a 30 ton vzduchu a vypustí 700 kg oxidu uhoľnatého (CO), 230 kg nespálených uhľovodíkov, 40 kg oxidov dusíka (NO 2) a 2-5 kg ​​​pevných látok do atmosféry.

Moderné mesto je presýtené inými druhmi dopravy: železničnou, vodnou a leteckou. Celkové množstvo emisií do životného prostredia zo všetkých druhov dopravy má tendenciu neustále narastať.

Priemyselné podniky sú z hľadiska poškodzovania životného prostredia na druhom mieste za dopravou.

Najintenzívnejšie znečisťujú ovzdušie podniky železnej a neželeznej metalurgie, petrochemického a koksochemického priemyslu, ako aj podniky na výrobu stavebných hmôt. Do atmosféry vypúšťajú desiatky ton sadzí, prachu, kovov a ich zlúčenín (meď, zinok, olovo, nikel, cín atď.).

Kovy, ktoré vstupujú do atmosféry, znečisťujú pôdu, hromadia sa v nej, prenikajú do vody nádrží.

V oblastiach, kde sa nachádzajú priemyselné podniky, je obyvateľstvo ohrozené nepriaznivými vplyvmi znečistenia ovzdušia.

Okrem pevných častíc priemysel vypúšťa do ovzdušia rôzne plyny: anhydrid kyseliny sírovej, oxid uhoľnatý, oxidy dusíka, sírovodík, uhľovodíky, rádioaktívne plyny.

Znečisťujúce látky môžu zostať v životnom prostredí po dlhú dobu a majú škodlivý vplyv na ľudský organizmus.

Napríklad uhľovodíky zostávajú v životnom prostredí až 16 rokov, aktívne sa podieľajú na fotochemických procesoch v atmosférickom vzduchu s tvorbou toxických hmiel.

Masívne znečistenie ovzdušia je pozorované pri spaľovaní tuhých a kvapalných palív v tepelných elektrárňach. Sú hlavnými zdrojmi znečistenia ovzdušia oxidmi síry a dusíka, oxidom uhoľnatým, sadzami a prachom. Tieto zdroje sa vyznačujú masívnym znečistením ovzdušia.

V súčasnosti je známych veľa faktov o nepriaznivých vplyvoch znečistenia ovzdušia na ľudské zdravie.

Znečistenie ovzdušia má akútne aj chronické účinky na ľudský organizmus.

Príkladom akútneho vplyvu znečistenia ovzdušia na verejné zdravie sú toxické hmly. Za nepriaznivých meteorologických podmienok sa zvýšili koncentrácie toxických látok v ovzduší.

Prvá toxická hmla bola zaregistrovaná v Belgicku v roku 1930. Niekoľko stoviek ľudí bolo zranených, 60 ľudí zomrelo. Následne sa podobné prípady opakovali: v roku 1948 v americkom meste Donora. Postihnutých bolo 6000 ľudí. V roku 1952 zomrelo v dôsledku Veľkej londýnskej hmly 4000 ľudí. V roku 1962 zomrelo z rovnakého dôvodu 750 Londýnčanov. V roku 1970 trpelo smogom nad japonským hlavným mestom (Tokio) 10 tisíc ľudí, v roku 1971 - 28 tisíc.

Rozbor výskumných materiálov domácich a zahraničných autorov okrem vyššie uvedených katastrof upozorňuje na nárast všeobecnej chorobnosti obyvateľstva v dôsledku znečistenia ovzdušia.

Štúdie vykonané v tomto pláne nám umožňujú dospieť k záveru, že v dôsledku vplyvu znečistenia ovzdušia v priemyselných centrách dochádza k nárastu:

celková úmrtnosť na kardiovaskulárne a respiračné ochorenia;

akútna nešpecifická chorobnosť horných dýchacích ciest;

chronická bronchitída;

bronchiálna astma;

emfyzém;

rakovina pľúc;

zníženie strednej dĺžky života a tvorivej činnosti.

Okrem toho v súčasnosti matematická analýza odhalila štatisticky významnú koreláciu medzi výskytom chorôb krvi, tráviaceho ústrojenstva, kožných chorôb v populácii a mierou znečistenia ovzdušia.

Dýchacie orgány, tráviaci systém a koža sú „vstupnými bránami“ toxických látok a slúžia ako ciele ich priameho a nepriameho pôsobenia.

Vplyv znečistenia ovzdušia na životné podmienky sa považuje za nepriamy (nepriamy) vplyv znečistenia ovzdušia na zdravie obyvateľstva.

Obsahuje:

zníženie celkového osvetlenia;

zníženie ultrafialového žiarenia zo slnka;

meniace sa klimatické podmienky;

zhoršenie životných podmienok;

negatívny vplyv na zelené plochy;

negatívny vplyv na zvieratá.

Látky, ktoré znečisťujú ovzdušie, spôsobujú veľké škody na budovách, konštrukciách, stavebných materiáloch.

Celková ekonomická škoda pre Spojené štáty v dôsledku látok znečisťujúcich ovzdušie, vrátane ich vplyvu na ľudské zdravie, stavebné materiály, kovy, tkaniny, kožu, papier, farby, gumu a iné materiály, je 15-20 miliárd dolárov ročne.

Všetko uvedené naznačuje, že ochrana ovzdušia pred znečistením je mimoriadne dôležitým problémom a predmetom veľkej pozornosti odborníkov vo všetkých krajinách sveta.

Všetky opatrenia na ochranu ovzdušia by sa mali vykonávať komplexne v niekoľkých oblastiach:

Legislatívne opatrenia. Ide o zákony prijaté vládou danej krajiny zamerané na ochranu ovzdušia;

Racionálne umiestnenie priemyselných a obytných oblastí;

Technologické opatrenia zamerané na zníženie emisií do ovzdušia;

Sanitárne opatrenia;

Vývoj hygienických noriem pre atmosférický vzduch;

Kontrola nad čistotou atmosférického vzduchu;

Kontrola nad prácou priemyselných podnikov;

Zlepšenie osídlených oblastí, terénne úpravy, zavlažovanie, vytváranie ochranných medzier medzi priemyselnými podnikmi a obytnými súbormi.

Okrem uvedených opatrení vnútroštátneho plánu sa v súčasnosti vyvíjajú a vo veľkej miere realizujú medzištátne programy ochrany ovzdušia.

Problém ochrany povodia je riešený v rade medzinárodných organizácií – WHO, OSN, UNESCO a ďalších.