Τύπος ιδιοτήτων σύνθεσης αέρα χημείας. Το οξυγόνο είναι η κύρια προϋπόθεση για την επιβίωση στον πλανήτη

Εκείνο το μέρος της ατμόσφαιρας που βρίσκεται δίπλα στη Γη και το οποίο αναπνέει ένα άτομο ονομάζεται τροπόσφαιρα. Η τροπόσφαιρα έχει ύψος εννέα έως έντεκα χιλιόμετρα και είναι ένα μηχανικό μείγμα από διάφορα αέρια.

Η σύσταση του αέρα δεν είναι σταθερή. Εξαρτάται από γεωγραφική τοποθεσία, έδαφος, καιρικές συνθήκες, ο αέρας μπορεί να έχει διαφορετικές συνθέσεις και διαφορετικές ιδιότητες. Ο αέρας μπορεί να είναι μολυσμένος ή σπάνιος, φρέσκος ή βαρύς - όλα αυτά σημαίνουν ότι περιέχει ορισμένες ακαθαρσίες.

Άζωτο - 78,9 τοις εκατό;

Οξυγόνο - 20,95 τοις εκατό.

Διοξείδιο του άνθρακα - 0,3 τοις εκατό.

Επιπλέον, άλλα αέρια υπάρχουν στην ατμόσφαιρα (ήλιο, αργό, νέο, ξένο, κρυπτόν, υδρογόνο, ραδόνιο, όζον) και η συνολική τους ποσότητα είναι ελαφρώς μικρότερη από ένα τοις εκατό.

Αξίζει επίσης να επισημανθεί η παρουσία στον αέρα ορισμένων μόνιμων ακαθαρσιών φυσικής προέλευσης, ιδίως ορισμένων αέριων προϊόντων που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα τόσο βιολογικών όσο και χημικές διεργασίες. Μεταξύ αυτών, η αμμωνία αξίζει ιδιαίτερης αναφοράς (η σύνθεση του αέρα μακριά από κατοικημένες περιοχέςπεριλαμβάνει της τάξης των τριών έως πέντε χιλιοστών του χιλιοστού ανά κυβικό μέτρο), μεθάνιο (το επίπεδό του είναι κατά μέσο όρο δύο δέκατα χιλιοστόγραμμα ανά κυβικό μέτρο), οξείδια του αζώτου (στην ατμόσφαιρα η συγκέντρωσή τους φτάνει περίπου τα δεκαπέντε δέκα χιλιάδες χιλιοστόγραμμα ανά κυβικό μέτρο), υδρόθειο και άλλα αέρια προϊόντα.

Εκτός από τους ατμούς και τις αέριες ακαθαρσίες, χημική σύνθεσηο αέρας συνήθως περιλαμβάνει σκόνη κοσμική προέλευση, που πέφτει στην επιφάνεια της Γης σε ποσότητα επτακοσίων χιλιοστών του τόνου ανά τετραγωνικό χιλιόμετροόλο το χρόνο, καθώς και σωματίδια σκόνης που προέρχονται από ηφαιστειακές εκρήξεις.

Ωστόσο, αλλάζει στο μέγιστο βαθμό (και όχι σε καλύτερη πλευρά) τη σύσταση του αέρα και μολύνει την τροπόσφαιρα από τη λεγόμενη εδαφική (φυτό, έδαφος) σκόνη και καπνό των δασικών πυρκαγιών. Υπάρχει ιδιαίτερα πολλή τέτοια σκόνη στην ηπειρωτική χώρα αέριες μάζες, με καταγωγή από ερήμους Κεντρική Ασίακαι την Αφρική. Γι' αυτό μπορούμε με βεβαιότητα να πούμε ότι είναι απόλυτα καθαρό ατμοσφαιρικό περιβάλλοναπλά δεν υπάρχει, και είναι μια έννοια που υπάρχει μόνο θεωρητικά.

Η σύνθεση του αέρα τείνει να αλλάζει συνεχώς και οι φυσικές αλλαγές του συνήθως παίζουν έναν αρκετά μικρό ρόλο, ειδικά σε σύγκριση με πιθανές συνέπειεςτις τεχνητές παραβιάσεις του. Τέτοιες διαταραχές συνδέονται κυρίως με δραστηριότητες ανθρώπινης παραγωγής, τη χρήση συσκευών εξυπηρέτησης καταναλωτών και οχημάτων. Αυτές οι διαταραχές μπορεί να οδηγήσουν, μεταξύ άλλων, σε μετουσίωση του αέρα, δηλαδή σε έντονες διαφορές στη σύσταση και τις ιδιότητές του από τους αντίστοιχους δείκτες της ατμόσφαιρας.

Αυτά και πολλά άλλα είδη ανθρώπινη δραστηριότηταοδήγησε στο γεγονός ότι η βασική σύνθεση του αέρα άρχισε να υφίσταται αργές και ασήμαντες, αλλά παρόλα αυτά απολύτως μη αναστρέψιμες αλλαγές. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι τα τελευταία πενήντα χρόνια η ανθρωπότητα έχει χρησιμοποιήσει περίπου την ίδια ποσότητα οξυγόνου όπως τα προηγούμενα εκατομμύρια χρόνια, και σε ποσοστό- τα δύο δέκατα του τοις εκατό του συνολικό απόθεμαστην ατμόσφαιρα. Ταυτόχρονα, οι εκπομπές στον αέρα αυξάνονται ανάλογα.

Έτσι, η σύνθεση του αέρα αλλάζει προς το χειρότερο και είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς θα είναι σε μερικές δεκαετίες.

Η δομή και η σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης, πρέπει να πούμε, δεν ήταν πάντα σταθερές τιμέςκάποια στιγμή στην ανάπτυξη του πλανήτη μας. Σήμερα κατακόρυφη δομήαυτό το στοιχείο, το οποίο έχει συνολικό «πάχος» 1,5-2,0 χιλιομέτρων, αντιπροσωπεύεται από πολλά κύρια στρώματα, όπως:

1. Τροποσφαίρα.
2. Τροπόπαυση.
3. Στρατόσφαιρα.
4. Στρατόπαυση.
5. Μεσόσφαιρα και μεσόπαυση.
6. Θερμόσφαιρα.
7. Εξώσφαιρα.

Βασικά στοιχεία της ατμόσφαιρας

Η τροπόσφαιρα είναι ένα στρώμα στο οποίο ισχυρές κατακόρυφες και οριζόντιες κινήσεις, εδώ είναι ο καιρός, τα ιζηματογενή φαινόμενα, κλιματικές συνθήκες. Εκτείνεται 7-8 χιλιόμετρα από την επιφάνεια του πλανήτη σχεδόν παντού, με εξαίρεση τις πολικές περιοχές (έως 15 χλμ. εκεί). Στην τροπόσφαιρα, παρατηρείται σταδιακή μείωση της θερμοκρασίας, περίπου κατά 6,4 ° C με κάθε χιλιόμετρο υψομέτρου. Αυτός ο αριθμός μπορεί να διαφέρει για διαφορετικά γεωγραφικά πλάτηκαι εποχές.

Η σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης σε αυτό το τμήμα αντιπροσωπεύεται από τα ακόλουθα στοιχεία και τα ποσοστά τους:

Άζωτο - περίπου 78 τοις εκατό.

Οξυγόνο - σχεδόν 21 τοις εκατό.

Αργό - περίπου ένα τοις εκατό.

Διοξείδιο του άνθρακα - λιγότερο από 0,05%.

Ενιαία σύνθεση μέχρι υψόμετρο 90 χιλιομέτρων

Επιπλέον, εδώ μπορείτε να βρείτε σκόνη, σταγονίδια νερού, υδρατμούς, προϊόντα καύσης, παγοκρυστάλλους, θαλασσινά άλατα, πολλά σωματίδια αερολύματος κ.λπ. Αυτή η σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης παρατηρείται σε υψόμετρο περίπου ενενήντα χιλιομέτρων. περίπου το ίδιο σε χημική σύνθεση, όχι μόνο στην τροπόσφαιρα, αλλά και στα υπερκείμενα στρώματα. Εκεί όμως η ατμόσφαιρα είναι ριζικά διαφορετική φυσικές ιδιότητες. Το στρώμα που έχει γενική χημική σύσταση ονομάζεται ομόσφαιρα.

Ποια άλλα στοιχεία συνθέτουν την ατμόσφαιρα της Γης; Σε ποσοστό (κατ' όγκο, σε ξηρό αέρα) αέρια όπως κρυπτόν (περίπου 1,14 x 10 -4), ξένο (8,7 x 10 -7), υδρογόνο (5,0 x 10 -5), μεθάνιο (περίπου 1,7 x 10 -5) αντιπροσωπεύονται εδώ 4), υποξείδιο του αζώτου (5,0 x 10 -5), κ.λπ. Ως ποσοστό κατά μάζα, τα περισσότερα από τα αναφερόμενα συστατικά είναι το υποξείδιο του αζώτου και το υδρογόνο και ακολουθούν το ήλιο, το κρυπτό κ.λπ.

Φυσικές ιδιότητες διαφορετικών ατμοσφαιρικών στρωμάτων

Οι φυσικές ιδιότητες της τροπόσφαιρας συνδέονται στενά με την εγγύτητά της στην επιφάνεια του πλανήτη. Εξ ου και η ανακλώμενη ηλιακή θερμότητασε σχήμα υπέρυθρες ακτίνεςκατευθύνεται πίσω προς τα πάνω, συμπεριλαμβανομένων των διεργασιών θερμικής αγωγιμότητας και μεταφοράς. Γι' αυτό, με απόσταση από η επιφάνεια της γηςη θερμοκρασία πέφτει. Αυτό το φαινόμενο παρατηρείται μέχρι το ύψος της στρατόσφαιρας (11-17 χιλιόμετρα), στη συνέχεια η θερμοκρασία παραμένει σχεδόν αμετάβλητη στα 34-35 χιλιόμετρα και στη συνέχεια η θερμοκρασία ανεβαίνει ξανά σε υψόμετρα 50 χιλιομέτρων (το ανώτερο όριο της στρατόσφαιρας) . Μεταξύ της στρατόσφαιρας και της τροπόσφαιρας υπάρχει ένα λεπτό ενδιάμεσο στρώμα της τροπόπαυσης (μέχρι 1-2 km), όπου παρατηρούνται σταθερές θερμοκρασίες πάνω από τον ισημερινό - περίπου μείον 70 ° C και κάτω. Πάνω από τους πόλους, η τροπόπαυση "θερμαίνεται" το καλοκαίρι στους μείον 45°C το χειμώνα, οι θερμοκρασίες εδώ κυμαίνονται γύρω στους -65°C.

Η σύνθεση αερίων της ατμόσφαιρας της Γης περιλαμβάνει τα ακόλουθα σημαντικό στοιχείο, όπως το όζον. Υπάρχει σχετικά λίγο στην επιφάνεια (δέκα έως την μείον έκτη δύναμη του ενός τοις εκατό), καθώς το αέριο σχηματίζεται υπό την επίδραση ακτίνες ηλίουαπό το ατομικό οξυγόνο σε άνω μέρηατμόσφαιρα. Συγκεκριμένα, το μεγαλύτερο μέρος του όζοντος βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου 25 km, και ολόκληρη η «οθόνη του όζοντος» βρίσκεται σε περιοχές από 7-8 km στους πόλους, από 18 km στον ισημερινό και έως και πενήντα χιλιόμετρα συνολικά πάνω από επιφάνεια του πλανήτη.

Η ατμόσφαιρα προστατεύει από την ηλιακή ακτινοβολία

Η σύνθεση του αέρα στην ατμόσφαιρα της Γης παίζει πολύ σημαντικό ρόλο σημαντικός ρόλοςστη διατήρηση της ζωής, αφού ατομική χημικά στοιχείακαι οι συνθέσεις περιορίζουν με επιτυχία την πρόσβαση ηλιακή ακτινοβολίαστην επιφάνεια της γης και στους ανθρώπους, τα ζώα και τα φυτά που ζουν σε αυτήν. Για παράδειγμα, τα μόρια υδρατμών απορροφούν αποτελεσματικά σχεδόν όλες τις περιοχές της υπέρυθρης ακτινοβολίας, με εξαίρεση τα μήκη στην περιοχή από 8 έως 13 μικρά. Το όζον απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία έως και ένα μήκος κύματος 3100 A. Χωρίς το λεπτό στρώμα του (μόνο 3 mm κατά μέσο όρο εάν τοποθετηθεί στην επιφάνεια του πλανήτη), μόνο νερό σε βάθος μεγαλύτερο από 10 μέτρα και υπόγειες σπηλιές όπου η ηλιακή ακτινοβολία δεν μπορεί να κατοικηθεί.

Μηδέν Κελσίου στη στρατόπαυση

Ανάμεσα σε δύο επόμενα επίπεδαατμόσφαιρα, στρατόσφαιρα και μεσόσφαιρα, υπάρχει ένα αξιοσημείωτο στρώμα - η στρατόπαυση. Αντιστοιχεί περίπου στο μέγιστο ύψος του όζοντος και η θερμοκρασία εδώ είναι σχετικά άνετη για τον άνθρωπο - περίπου 0°C. Πάνω από τη στρατόπαυση, στη μεσόσφαιρα (αρχίζει κάπου σε υψόμετρο 50 km και τελειώνει σε υψόμετρο 80-90 km), παρατηρείται και πάλι πτώση της θερμοκρασίας με την αύξηση της απόστασης από την επιφάνεια της Γης (στους μείον 70-80 ° C ). Οι μετεωρίτες συνήθως καίγονται εντελώς στη μεσόσφαιρα.

Στη θερμόσφαιρα - συν 2000 K!

Η χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης στη θερμόσφαιρα (ξεκινά μετά τη μεσοπαύση από υψόμετρα περίπου 85-90 έως 800 km) καθορίζει την πιθανότητα ενός τέτοιου φαινομένου όπως η σταδιακή θέρμανση στρωμάτων πολύ σπάνιου «αέρα» υπό την επίδραση ηλιακή ακτινοβολία. Σε αυτό το τμήμα της «αέριας κουβέρτας» του πλανήτη, οι θερμοκρασίες κυμαίνονται από 200 έως 2000 Κ, οι οποίες επιτυγχάνονται λόγω του ιονισμού του οξυγόνου (πάνω από 300 χλμ. υπάρχει ατομικό οξυγόνο), καθώς και του ανασυνδυασμού των ατόμων οξυγόνου σε μόρια , συνοδευόμενη από την απελευθέρωση μεγάλη ποσότηταθερμότητα. Η θερμόσφαιρα είναι όπου εμφανίζονται τα σέλας.

Πάνω από τη θερμόσφαιρα είναι η εξώσφαιρα - εξωτερικό στρώμαατμόσφαιρα, από την οποία ελαφρά και ταχέως κινούμενα άτομα υδρογόνου μπορούν να διαφύγουν στο διάστημα. Η χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης εδώ αντιπροσωπεύεται κυρίως από μεμονωμένα άτομα οξυγόνου στα κατώτερα στρώματα, άτομα ηλίου στα μεσαία στρώματα και σχεδόν αποκλειστικά άτομα υδρογόνου στα ανώτερα στρώματα. Εδώ επικρατούν υψηλές θερμοκρασίες - περίπου 3000 K και δεν υπάρχει ατμοσφαιρική πίεση.

Πώς σχηματίστηκε η ατμόσφαιρα της γης;

Όμως, όπως προαναφέρθηκε, ο πλανήτης δεν είχε πάντα μια τέτοια ατμοσφαιρική σύνθεση. Συνολικά, υπάρχουν τρεις έννοιες για την προέλευση αυτού του στοιχείου. Η πρώτη υπόθεση υποδηλώνει ότι η ατμόσφαιρα ελήφθη μέσω της διαδικασίας προσαύξησης από ένα πρωτοπλανητικό νέφος. Ωστόσο, σήμερα αυτή η θεωρία υπόκειται σε σημαντική κριτική, καθώς μια τέτοια πρωταρχική ατμόσφαιρα θα έπρεπε να είχε καταστραφεί από τον ηλιακό «άνεμο» από ένα αστέρι στο δικό μας πλανητικό σύστημα. Επιπλέον, θεωρείται ότι τα πτητικά στοιχεία δεν μπορούσαν να διατηρηθούν στη ζώνη σχηματισμού πλανητών ανάλογα με τον τύπο επίγεια ομάδαλόγω πολύ υψηλών θερμοκρασιών.

Η σύνθεση της πρωταρχικής ατμόσφαιρας της Γης, όπως υποδηλώνει η δεύτερη υπόθεση, θα μπορούσε να έχει σχηματιστεί λόγω του ενεργού βομβαρδισμού της επιφάνειας από αστεροειδείς και κομήτες που έφτασαν από τη γύρω περιοχή ηλιακό σύστημαεπί πρώιμα στάδιαανάπτυξη. Είναι αρκετά δύσκολο να επιβεβαιωθεί ή να διαψευσθεί αυτή η ιδέα.

Πείραμα στο Ινστιτούτο Γεωγραφίας RAS

Η πιο εύλογη φαίνεται να είναι η τρίτη υπόθεση, η οποία πιστεύει ότι η ατμόσφαιρα εμφανίστηκε ως αποτέλεσμα της απελευθέρωσης αερίων από τον μανδύα φλοιός της γηςπριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτή η ιδέα δοκιμάστηκε στο Ινστιτούτο Γεωγραφίας της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών κατά τη διάρκεια ενός πειράματος που ονομάζεται "Tsarev 2", όταν ένα δείγμα ουσίας μετεωρικής προέλευσης θερμάνθηκε σε κενό. Στη συνέχεια καταγράφηκε η απελευθέρωση αερίων όπως H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 κ.λπ. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες υπέθεσαν σωστά ότι η χημική σύνθεση της πρωτογενούς ατμόσφαιρας της Γης περιελάμβανε νερό και διοξείδιο του άνθρακα, υδροφθόριο. HF), αέριο μονοξείδιο του άνθρακα (CO), υδρόθειο (H 2 S), ενώσεις αζώτου, υδρογόνο, μεθάνιο (CH 4), ατμοί αμμωνίας (NH 3), αργό κ.λπ. Στο σχηματισμό συμμετείχαν υδρατμοί από την πρωτογενή ατμόσφαιρα της υδρόσφαιρας, το διοξείδιο του άνθρακα ήταν σε μεγαλύτερο βαθμό σε δεσμευμένη κατάσταση σε οργανικές ουσίες και βράχουςΑ, το άζωτο έχει περάσει στη σύνθεση του σύγχρονου αέρα, αλλά και πάλι μέσα ιζηματογενή πετρώματακαι οργανική ύλη.

Η σύνθεση της πρωταρχικής ατμόσφαιρας της Γης δεν θα το επέτρεπε σύγχρονους ανθρώπουςνα είναι σε αυτό χωρίς αναπνευστική συσκευή, αφού τότε δεν υπήρχε οξυγόνο στις απαιτούμενες ποσότητες. Αυτό το στοιχείο εμφανίστηκε σε σημαντικές ποσότητες πριν από ενάμιση δισεκατομμύριο χρόνια, πιστεύεται ότι σχετίζεται με την ανάπτυξη της διαδικασίας φωτοσύνθεσης στα γαλαζοπράσινα και άλλα φύκια, που είναι οι παλαιότεροι κάτοικοι του πλανήτη μας.

Ελάχιστο οξυγόνο

Το γεγονός ότι η σύσταση της ατμόσφαιρας της Γης ήταν αρχικά σχεδόν χωρίς οξυγόνο υποδηλώνεται από το γεγονός ότι ο εύκολα οξειδωμένος, αλλά όχι οξειδωμένος γραφίτης (άνθρακας) βρίσκεται στα παλαιότερα (καταρχαϊκά) πετρώματα. Στη συνέχεια, το λεγόμενο banded σιδηρομεταλλεύματα, που περιελάμβανε στρώματα εμπλουτισμένων οξειδίων σιδήρου, που σημαίνει την εμφάνιση στον πλανήτη μιας ισχυρής πηγής οξυγόνου σε μοριακή μορφή. Αλλά αυτά τα στοιχεία βρίσκονταν μόνο περιοδικά (ίσως τα ίδια φύκια ή άλλοι παραγωγοί οξυγόνου εμφανίζονταν σε μικρά νησιά σε μια έρημο χωρίς οξυγόνο), ενώ ο υπόλοιπος κόσμος ήταν αναερόβιος. Το τελευταίο ενισχύεται από το γεγονός ότι ο εύκολα οξειδωμένος πυρίτης βρέθηκε σε μορφή βότσαλων επεξεργασμένων από το ρεύμα χωρίς ίχνη. χημικές αντιδράσεις. Δεδομένου ότι τα νερά που ρέουν δεν μπορούν να αεριστούν ανεπαρκώς, έχει αναπτυχθεί η άποψη ότι η ατμόσφαιρα πριν από την Κάμβρια περιείχε λιγότερο από το ένα τοις εκατό της σημερινής σύνθεσης οξυγόνου.

Επαναστατική αλλαγή στη σύνθεση του αέρα

Περίπου στα μέσα του Πρωτοζωικού (πριν από 1,8 δισεκατομμύρια χρόνια), συνέβη μια «επανάσταση οξυγόνου» όταν ο κόσμος μεταπήδησε στην αερόβια αναπνοή, κατά την οποία μπορούν να ληφθούν 38 από ένα μόριο μιας θρεπτικής ουσίας (γλυκόζη) και όχι από δύο (όπως συμβαίνει με αναερόβια αναπνοή) μονάδες ενέργειας. Η σύνθεση της γήινης ατμόσφαιρας, από άποψη οξυγόνου, άρχισε να ξεπερνά το ένα τοις εκατό της σύγχρονης και άρχισε να αναδύεται στιβάδα του όζοντος, προστατεύοντας τους οργανισμούς από την ακτινοβολία. Ήταν από αυτήν που, για παράδειγμα, τέτοια αρχαία ζώα όπως οι τριλοβίτες «έκρυψαν» κάτω από παχιά κοχύλια. Από τότε μέχρι την εποχή μας, η περιεκτικότητα του κύριου «αναπνευστικού» στοιχείου αυξήθηκε σταδιακά και σιγά-σιγά, διασφαλίζοντας την ποικιλομορφία ανάπτυξης μορφών ζωής στον πλανήτη.

Στις σελίδες του ιστολογίου μιλάμε πολύ για μια ποικιλία από χημικάκαι μείγματα, αλλά δεν έχουμε ακόμη μια ιστορία για ένα από τα πιο σημαντικά σύνθετες ουσίες- για τον αέρα. Ας το φτιάξουμε και ας μιλήσουμε για αέρα. Στο πρώτο άρθρο: μια μικρή ιστορία της μελέτης του αέρα, της χημικής του σύστασης και βασικά στοιχεία για αυτόν.

Μια μικρή ιστορία της εξερεύνησης του αέρα

Επί του παρόντος, ο αέρας νοείται ως ένα μείγμα αερίων που σχηματίζουν την ατμόσφαιρα του πλανήτη μας. Αλλά αυτό δεν συνέβαινε πάντα: για πολύ καιρό, οι επιστήμονες πίστευαν ότι ο αέρας ήταν μια απλή ουσία, μια αναπόσπαστη ουσία. Και παρόλο που πολλοί επιστήμονες εξέφρασαν υποθέσεις σχετικά με τη σύνθετη σύνθεση του αέρα, τα πράγματα δεν προχώρησαν περισσότερο από εικασίες μέχρι τον 18ο αιώνα. Επιπλέον, στον αέρα δόθηκε φιλοσοφική σημασία. ΣΕ Αρχαία ΕλλάδαΟ αέρας θεωρούνταν ένα από τα θεμελιώδη κοσμικά στοιχεία, μαζί με τη γη, τη φωτιά, τη γη και το νερό, που αποτελούν τα πάντα. Ο Αριστοτέλης απέδωσε τον αέρα στα υποσεληνιακά φωτεινά στοιχεία, προσωποποιώντας την υγρασία και τη ζεστασιά. Ο Νίτσε στα γραπτά του έγραψε για τον αέρα ως σύμβολο της ελευθερίας, ως το υψηλότερο και το πιο λεπτή μορφήθέμα για το οποίο δεν υπάρχουν εμπόδια.

Τον 17ο αιώνα, αποδείχθηκε ότι ο αέρας είναι μια υλική οντότητα, μια ουσία της οποίας οι ιδιότητες, όπως η πυκνότητα και το βάρος, μπορούν να μετρηθούν.

Τον 18ο αιώνα, οι επιστήμονες πραγματοποίησαν αντιδράσεις του αέρα με διάφορες ουσίες. Έτσι, διαπιστώθηκε ότι περίπου το ένα πέμπτο του όγκου του αέρα απορροφάται και το υπόλοιπο μέρος της καύσης και της αναπνοής δεν υποστηρίζεται. Ως αποτέλεσμα, συνήχθη το συμπέρασμα ότι ο αέρας είναι μια σύνθετη ουσία, που αποτελείται από δύο συστατικά, εκ των οποίων το ένα, το οξυγόνο, υποστηρίζει την καύση και το δεύτερο, το άζωτο, ο «χαλασμένος αέρας», δεν υποστηρίζει την καύση και την αναπνοή. Έτσι ανακαλύφθηκε το οξυγόνο. Λίγο αργότερα παρελήφθη καθαρή μορφήάζωτο. Και μόνο στο πολύ τέλη XIXαιώνα, ανακαλύφθηκαν αργό, ήλιο, κρυπτό, ξένο, ραδόνιο και νέο, που βρέθηκαν επίσης στον αέρα.

Χημική σύνθεση

Ο αέρας αποτελείται από ένα μείγμα περίπου είκοσι επτά διαφορετικών αερίων. Περίπου το 99% είναι ένα μείγμα οξυγόνου και αζώτου. Το υπόλοιπο ποσοστό περιλαμβάνει υδρατμούς, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, υδρογόνο, όζον, αδρανή αέρια (αργό, ξένο, νέο, ήλιο, κρυπτό) και άλλα. Για παράδειγμα, υδρόθειο, μονοξείδιο του άνθρακα, ιώδιο, οξείδια του αζώτου και αμμωνία μπορούν συχνά να βρεθούν στον αέρα.

Πιστεύεται ότι στον καθαρό αέρα με φυσιολογικές συνθήκεςπεριέχει 78,1% άζωτο και 20,93% οξυγόνο. Ωστόσο, ανάλογα με τη γεωγραφική θέση και το υψόμετρο πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, η σύνθεση του αέρα μπορεί να ποικίλλει.

Υπάρχει επίσης κάτι όπως ο μολυσμένος αέρας, δηλαδή ο αέρας του οποίου η σύσταση διαφέρει από τον φυσικό ατμοσφαιρικό αέρα λόγω της παρουσίας ρύπων. Αυτές οι ουσίες είναι:
. φυσικής προέλευσης (ηφαιστειακά αέριακαι σκόνη, θαλασσινό αλάτι, αναθυμιάσεις και αέρια από φυσικές πυρκαγιές, γύρη φυτών, σκόνη από διάβρωση του εδάφους κ.λπ.).
. ανθρωπογενής προέλευση - που προκύπτει από βιομηχανικές και οικιακές ανθρώπινες δραστηριότητες (εκπομπές άνθρακα, θείου, ενώσεων αζώτου, άνθρακας και άλλης σκόνης από εξορυκτικές και βιομηχανικές επιχειρήσεις, γεωργικά απόβλητα, βιομηχανικές και οικιακές χωματερές, πετρελαιοκηλίδες έκτακτης ανάγκης και άλλα επικίνδυνα περιβάλλονουσίες? εξατμίσεις αερίου Οχημακαι ούτω καθεξής.).

Ιδιότητες

Ο καθαρός ατμοσφαιρικός αέρας είναι άχρωμος και άοσμος, αν και γίνεται αισθητός. Φυσικές παράμετροιο αέρας καθορίζεται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

Μάζα;
. θερμοκρασία;
. πυκνότητα;
. ατμοσφαιρική πίεση;
. υγρασία;
. θερμοχωρητικότητα;
. θερμική αγωγιμότητα;
. ιξώδες.

Οι περισσότερες παράμετροι του αέρα εξαρτώνται από τη θερμοκρασία του, επομένως υπάρχουν πολλοί πίνακες παραμέτρων αέρα για διαφορετικές θερμοκρασίες. Η θερμοκρασία του αέρα μετριέται με μετεωρολογικό θερμόμετρο και η υγρασία με υγρόμετρο.

Ο αέρας εκδηλώνεται οξειδωτικές ιδιότητες(λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο), υποστηρίζει την καύση και την αναπνοή. μεταφέρει τη θερμότητα άσχημα και διαλύεται καλά στο νερό. Η πυκνότητά του μειώνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία και το ιξώδες του αυξάνεται.

Στο παρακάτω άρθρο θα μάθετε για αρκετά ενδιαφέροντα γεγονόταγια τον αέρα και τη χρήση του.

Η χημική σύσταση του αέρα έχει μεγάλη υγιεινή σημασία.

Περιέχει: άζωτο 78%, οξυγόνο 21, διοξείδιο του άνθρακα 0,03% και μικρές ποσότητες άλλων αδρανών αερίων (αργό, νέον, κρυπτό κ.λπ.), όζον και υδρατμούς. Εκτός από μόνιμη συστατικά V ατμοσφαιρικός αέραςμπορεί να περιέχει ορισμένες ακαθαρσίες φυσικής προέλευσης, καθώς και διάφορους ρύπους που εισάγονται στην ατμόσφαιρα λόγω των ανθρώπινων παραγωγικών δραστηριοτήτων.

Μια ποικιλία μεταβολικών προϊόντων που απελευθερώνονται από τα ζώα κατά τη διάρκεια της ζωής τους έχουν τεράστιο αντίκτυπο στη σύνθεση των αερίων και την υγρασία του αέρα στα δωμάτια.

Έτσι, όταν αναπνέουν, τα ζώα απελευθερώνουν μεγάλες ποσότητες υδρατμών και διοξειδίου του άνθρακα στο περιβάλλον. Ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης ούρων και κοπράνων, συχνά συσσωρεύονται αμμωνία, υδρόθειο και άλλα αέρια προϊόντα στα χοιροστάσια, τα περισσότερα από τα οποία ανήκουν στην ομάδα των επιβλαβών και δηλητηριωδών αερίων.

Ο αέρας στους κλειστούς χώρους διαφέρει σημαντικά από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Ο βαθμός αυτής της διαφοράς εξαρτάται από το υγειονομικό και υγιεινό καθεστώς των κτηνοτροφικών χώρων (αερισμός, αποχέτευση, πυκνότητα ζώων κ.λπ.). Συγκέντρωση οξυγόνου και αζώτου στον αέρα των κτηνοτροφικών κτιρίων φυσιολογικές συνθήκεςπαραμένει αναλλοίωτο. Η συγκέντρωση μπορεί να αυξηθεί σημαντικά διοξείδιο του άνθρακα(10 φορές ή περισσότερο) και συχνά εμφανίζονται αμμωνία, υδρόθειο, κλοακάλ και άλλα αέρια.

Το οξυγόνο (O 2) είναι ένα αέριο χωρίς το οποίο η ζωή των ζώων είναι αδύνατη. Κάθε κύτταρο του σώματος χρησιμοποιεί συνεχώς οξυγόνο για οξείδωση κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού. οργανική ύλη- πρωτεΐνες, λίπη, υδατάνθρακες. Το οξυγόνο που εισπνέεται με τον αέρα συνδυάζεται με την αιμοσφαιρίνη στα ερυθρά αιμοσφαίρια και μεταφέρεται στους ιστούς και τα όργανα. Η ποσότητα του οξυγόνου που καταναλώνεται εξαρτάται από το είδος, την ηλικία, το φύλο και τη φυσιολογική κατάσταση του ζώου.

Η συγκέντρωση οξυγόνου στα κτηνοτροφικά κτίρια είναι συνήθως σταθερή, οι διακυμάνσεις δεν ξεπερνούν το 0,1-0,5%. Μικρές αποκλίσεις από τον κανόνα δεν προκαλούν αλλαγές φυσιολογικές λειτουργίεςστον οργανισμό. Στις εγκαταστάσεις των ζώων, η ποσότητα του οξυγόνου παραμένει σχεδόν σταθερή και κοντά στην περιεκτικότητά του στον ατμοσφαιρικό αέρα. Η μείωση της ποσότητας οξυγόνου στον εισπνεόμενο αέρα στο 15% συνοδεύεται από επιταχυνόμενη αναπνοή των χοίρων και αύξηση του καρδιακού ρυθμού, καθώς και εξασθένηση των οξειδωτικών διεργασιών. Το σώμα των ζώων είναι πολύ ευαίσθητο στην έλλειψη οξυγόνου.

Υπό κανονικές συνθήκες, τα ζώα δεν αντιμετωπίζουν έλλειψη οξυγόνου. Στις εγκαταστάσεις των ζώων, η μείωση του οξυγόνου δεν υπερβαίνει το 0,4-1%, κάτι που δεν έχει καμία υγιεινή σημασία, καθώς η αιμοσφαιρίνη του αίματος είναι κορεσμένη με οξυγόνο σε χαμηλότερο επίπεδο. μερική πίεση. Μπορεί να εμφανιστεί έλλειψη οξυγόνου σε εξαιρετικές περιπτώσεις(μακροχρόνια παραμονή ζώων σε πολυσύχναστα σπίτια και σε ορεινά βοσκοτόπια).

Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) είναι ένα άχρωμο, άοσμο αέριο με ξινή γεύση. Σχηματίζεται όταν τα ζώα εκπνέουν ως τελικό προϊόν του μεταβολισμού. Ο εκπνεόμενος αέρας περιέχει περισσότερο από αυτό το αέριο (3,6%) από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Για παράδειγμα, μια βασίλισσα που θηλάζει με βάρος 150 κιλά απελευθερώνει 90 λίτρα διοξειδίου του άνθρακα την ώρα. Η μέγιστη περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στα χοιροστάσια δεν επιτρέπεται να υπερβαίνει το 0,3%, δηλ. 10 φορές περισσότερο από ό,τι στον ατμοσφαιρικό αέρα. Από άποψη υγιεινής, ο αέρας των κλειστών χώρων με υψηλή περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα δεν μπορεί να θεωρηθεί ακίνδυνος για την υγεία των ζώων.

Σχηματίζεται κατά την αναπνοή των ζώων ως τελικό προϊόν του μεταβολισμού. ΣΕ φυσικές συνθήκεςσυμβαίνουν συνεχείς διαδικασίεςαπελευθέρωση και απορρόφηση διοξειδίου του άνθρακα. Το διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα ως αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας των ζωντανών οργανισμών, των διαδικασιών καύσης, σήψης και ζύμωσης.

Παράλληλα με τις διεργασίες του διοξειδίου του άνθρακα στη φύση, υπάρχουν και διαδικασίες αφομοίωσής του. Απορροφάται ενεργά από τα φυτά κατά τη φωτοσύνθεση. Το διοξείδιο του άνθρακα ξεπλένεται από τον αέρα με καθίζηση. Πίσω ΠρόσφαταΠαρατηρείται αύξηση της συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα των βιομηχανικών πόλεων (έως 0,04% και υψηλότερη) λόγω των προϊόντων καύσης καυσίμων.

Το διοξείδιο του άνθρακα παίζει σημαντικό ρόλο στη ζωή των ζώων, καθώς είναι ένα φυσιολογικό διεγερτικό του αναπνευστικού κέντρου. Η μείωση της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα στον εισπνεόμενο αέρα δεν αποτελεί σημαντικό κίνδυνο για το σώμα, καθώς το απαιτούμενο επίπεδο μερικής πίεσης στο αίμα εξασφαλίζεται από τη ρύθμιση της οξεοβασικής ισορροπίας. Αντίθετα, η αύξηση της περιεκτικότητας σε διοξείδιο του άνθρακα στον αέρα οδηγεί σε διακοπή των διεργασιών οξειδοαναγωγής στο σώμα. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, οι οξειδωτικές διεργασίες στο σώμα καταστέλλονται, η θερμοκρασία του σώματος μειώνεται, η οξύτητα των ιστών αυξάνεται, γεγονός που οδηγεί σε έντονο οξεωτικό οίδημα και απομετάλλωση των οστών. Η αύξηση της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα στο 0,5% προκαλεί αύξηση της αρτηριακής πίεσης, αυξημένη αναπνοή και καρδιακό ρυθμό. Σε ένα δωμάτιο με βέλτιστες συνθήκες υγιεινής, η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα αυξάνεται όχι περισσότερο από 2-3 φορές σε σύγκριση με τον ατμοσφαιρικό αέρα. Με τον μη ικανοποιητικό αερισμό και την πολυσύχναστη στέγαση των ζώων, το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να συσσωρευτεί σε ποσότητες 20-30 φορές υψηλότερες από την περιεκτικότητά του στον ατμοσφαιρικό αέρα, που είναι 0,5-1% και άνω. Η κύρια πηγή συσσώρευσης διοξειδίου του άνθρακα στις εγκαταστάσεις είναι τα ζώα, τα οποία, ανάλογα με το είδος, την ηλικία και την παραγωγικότητα, το εκπέμπουν έως και 16-225 l/h.

Στον αέρα των κτηνοτροφικών κτιρίων, το διοξείδιο του άνθρακα δεν φτάνει σε συγκέντρωση που προκαλεί οξεία τοξική επίδραση στον οργανισμό. Ωστόσο, η μακροχρόνια (σε συνθήκες χειμερινής στέγασης) έκθεση του σώματος σε αέρα που περιέχει περισσότερο από 1% διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να προκαλέσει χρόνια δηλητηρίαση των ζώων. Τέτοια ζώα γίνονται ληθαργικά, μειώνεται η όρεξή τους, η παραγωγικότητα και η αντοχή τους στις ασθένειες.

Οι δείκτες συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα των εσωτερικών χώρων έχουν έμμεση υγιεινή σημασία. Από την ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα των εσωτερικών χώρων μπορεί κανείς να κρίνει ως ένα βαθμό την υγειονομική και υγιεινή του κατάσταση στο σύνολό του. Υπάρχει άμεση σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα και της περιεκτικότητας σε υδρατμούς, αμμωνία, υδρόθειο και μικροχλωρίδα σε αυτό.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα των χώρων για τα ζώα, ανάλογα με το είδος, την ηλικία και τη φυσιολογική τους κατάσταση, δεν πρέπει να υπερβαίνει το 15-0,25%, και για τα πτηνά - 0,15-0,20%.

Το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) συσσωρεύεται στον αέρα των εσωτερικών χώρων κατά τη διάρκεια της ατελούς καύσης του καυσίμου ή όταν λειτουργούν κινητήρες εσωτερικής καύσης σε αυτά και δεν υπάρχει επαρκής αερισμός.

Κατά τη διανομή ζωοτροφών με χρήση τρακτέρ ή έλξης αυτοκινήτου, η περιεκτικότητα σε μονοξείδιο του άνθρακα μέσα σε 10 λεπτά φτάνει τα 3 mg/m3, 15 λεπτά - 5-8 mg/m3. Ο σχηματισμός μονοξειδίου του άνθρακα συμβαίνει όταν χρησιμοποιούνται ηλεκτρικοί θερμαντήρες με ανοιχτά θερμαντικά στοιχεία. Ταυτόχρονα, η οργανική σκόνη (τροφή, χνούδι, περιττώματα κ.λπ.), ειδικά κατά την ανακυκλοφορία του αέρα, σε επαφή με τα θερμαντικά στοιχεία, δεν καίγεται εντελώς και διαποτίζει τον αέρα με μονοξείδιο του άνθρακα.

Αυτό το αέριο είναι δηλητηριώδες. Ο μηχανισμός του τεχνικού αποτελέσματος είναι ότι εκτοπίζει το οξυγόνο της αιμοσφαιρίνης, σχηματίζοντας μαζί του μια σταθερή χημική ένωση - καρβοξυαιμοσφαιρίνη, 200-250 φορές πιο σταθερή από την οξυαιμοσφαιρίνη. Ως αποτέλεσμα, η παροχή οξυγόνου στους ιστούς διακόπτεται, εμφανίζεται υποξαιμία, μειώνονται οι οξειδωτικές διεργασίες και συσσωρεύονται υποοξειδωμένα μεταβολικά προϊόντα στο σώμα. Η δηλητηρίαση χαρακτηρίζεται κλινικά από νευρικά συμπτώματα, γρήγορη αναπνοή, έμετο, σπασμούς και κώμα. Η εισπνοή μονοξειδίου του άνθρακα σε συγκεντρώσεις 0,4-0,5% προκαλεί θάνατο των ζώων μετά από 5-10 λεπτά. Τα πουλιά είναι πιο ευαίσθητα στο μονοξείδιο του άνθρακα.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση μονοξειδίου του άνθρακα στον αέρα των κτηνοτροφικών κτιρίων είναι 2 mg/m3.

Η αμμωνία (NH3) είναι ένα άχρωμο δηλητηριώδες αέριο με έντονη οσμή που ερεθίζει έντονα τους βλεννογόνους των ματιών και την αναπνευστική οδό. Σχηματίζεται κατά την αποσύνθεση διαφόρων οργανικών ουσιών που σχηματίζουν άζωτο (ούρα, κοπριά). Συνήθως δεν υπάρχει στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν υψηλές συγκεντρώσεις αμμωνίας στον αέρα των χοιροτροφείων εάν υπάρχουν διαπερατά δάπεδα και ακατάλληλα εγκατεστημένα συστήματα αποχέτευσης, με αποτέλεσμα η αμμωνία και άλλα αέρια να διεισδύουν από τη δεξαμενή συλλογής υγρών στο δωμάτιο.

Με αυξημένη υγρασία αέρα και χαμηλές θερμοκρασίες, η αμμωνία απορροφάται έντονα από τους τοίχους, τον εξοπλισμό και τα κλινοσκεπάσματα και στη συνέχεια η αμμωνία απελευθερώνεται πίσω στον αέρα. Η συγκέντρωση αμμωνίας κοντά στο δάπεδο (στην περιοχή όπου ζουν οι χοίροι) είναι μεγαλύτερη από ότι κοντά στην οροφή. Η περιεκτικότητά του στον αέρα των εσωτερικών χώρων άνω του 0,025% είναι επιβλαβής για τα ζώα. Η παρατεταμένη εισπνοή αέρα που περιέχει ακόμη και μικρές συγκεντρώσεις αμμωνίας (0,1 mg/l) έχει αρνητική επίδραση στην υγεία και την παραγωγικότητα των ζώων.

Η παρατεταμένη εισπνοή αέρα που περιέχει χαμηλές συγκεντρώσεις αμμωνίας επηρεάζει αρνητικά την υγεία και την παραγωγικότητα των ζώων. Μετά από σύντομη εισπνοή αέρα που περιέχει αμμωνία, το σώμα απαλλάσσεται από αυτήν, μετατρέποντάς την σε ουρία. Η μακροχρόνια έκθεση σε μη τοξικές δόσεις αμμωνίας δεν προκαλεί άμεσα παθολογικές διεργασίες, αλλά αποδυναμώνει την αντίσταση του οργανισμού.

Η αμμωνία είναι ιδιαίτερα διαλυτή στο νερό, με αποτέλεσμα να απορροφάται από τους βλεννογόνους των ματιών και την ανώτερη αναπνευστική οδό, προκαλώντας έντονο ερεθισμό. Εμφανίζεται βήχας, δακρύρροια, ακολουθούμενη από φλεγμονή των βλεννογόνων της μύτης, του λάρυγγα, της τραχείας, των βρόγχων και του επιπεφυκότα των ματιών. Με υψηλή περιεκτικότητα σε αμμωνία στον εισπνεόμενο αέρα (1000-3000 mg/m3), τα ζώα παρουσιάζουν σπασμούς γλωττίδα, τραχειακούς και βρογχικούς μύες, ο θάνατος επέρχεται από πνευμονικό οίδημα ή αναπνευστική παράλυση.

Όταν η αμμωνία εισέρχεται στο αίμα, μετατρέπει την αιμοσφαιρίνη σε αλκαλική αιματίνη, με αποτέλεσμα να μειώνεται η ποσότητα της αιμοσφαιρίνης και να εμφανίζεται πείνα με οξυγόνο. Με την παρατεταμένη εισπνοή αέρα που περιέχει αμμωνία, το αλκαλικό απόθεμα του αίματος, η ανταλλαγή αερίων και η πεπτικότητα των θρεπτικών συστατικών μειώνονται. Αδεια μεγάλες ποσότητεςη αμμωνία στο αίμα προκαλεί ισχυρή διέγερση του κεντρικού νευρικό σύστημα, σπασμοί, κώμα, παράλυση του αναπνευστικού κέντρου και θάνατος. Σε υψηλότερες συγκεντρώσεις, η αμμωνία προκαλεί οξεία δηλητηρίαση, που συνοδεύεται από γρήγορο θάνατο των ζώων.

Η τοξικότητα και η επιθετικότητα της αμμωνίας αυξάνεται σημαντικά με την υψηλή υγρασία του αέρα. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, η αμμωνία οξειδώνεται και σχηματίζεται νιτρικό οξύ, το οποίο, όταν συνδυάζεται με ασβέστιο στο σοβά των τοίχων και σε άλλες κατασκευές εγκλεισμού (σχηματίζεται νιτρικό ασβέστιο), προκαλεί την καταστροφή τους.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση αμμωνίας στον αέρα των χώρων για τα ζώα, ανάλογα με τον τύπο και την ηλικία τους, είναι 10-20 mg/m3.

Το υδρόθειο (H2S) είναι ένα άχρωμο, δηλητηριώδες αέριο με μια ξεχωριστή οσμή σάπιων αυγών. Σχηματίζεται κατά την αποσύνθεση των πρωτεϊνικών ουσιών και απεκκρίνεται από τα ζώα με εντερικά αέρια. Εμφανίζεται στα χοιροστάσια ως αποτέλεσμα του κακού αερισμού και της μη έγκαιρης απομάκρυνσης της κοπριάς. Αυτό το αέριο μπορεί να διεισδύσει στο δωμάτιο από συλλέκτες υγρών εάν δεν διαθέτουν υδραυλικές βαλβίδες (αποσβεστήρες που εμποδίζουν τη ροή επιστροφής αερίων).

Την περίοδο χειμώνα-άνοιξης, σε θερμοκρασίες δωματίου έως 10°C, η ποσότητα του υδρόθειου είναι εντός αποδεκτών ορίων. ΣΕ καλοκαιρινή περίοδουπό την επίδραση περισσότερων υψηλή θερμοκρασίααέρα, εντείνεται η αποσύνθεση των οργανικών ουσιών και αυξάνεται η απελευθέρωση υδρόθειου. Η παρουσία υδρόθειου στον αέρα υποδηλώνει ακατάλληλη λειτουργία των εγκαταστάσεων υγιεινής του κτιρίου.

Το υδρόθειο έχει την ικανότητα να μπλοκάρει ομάδες ενζύμων που περιέχουν σίδηρο. Ο μηχανισμός δράσης του υδρόθειου είναι ότι έρχεται σε επαφή με τους βλεννογόνους της αναπνευστικής οδού και το αέριο, σε συνδυασμό με αλκάλια των ιστών, σχηματίζει θειούχο νάτριο ή κάλιο, το οποίο προκαλεί φλεγμονή των βλεννογόνων. Τα σουλφίδια απορροφώνται στο αίμα, υδρολύονται και απελευθερώνουν υδρόθειο, το οποίο επηρεάζει το νευρικό σύστημα. Το υδρόθειο συνδυάζεται με τον σίδηρο στην αιμοσφαιρίνη για να σχηματίσει θειούχο σίδηρο. Στερημένη από καταλυτικά ενεργό σίδηρο, η αιμοσφαιρίνη χάνει την ικανότητά της να απορροφά οξυγόνο και εμφανίζεται πείνα με οξυγόνο των ιστών.

Όταν η συγκέντρωσή του είναι 20 mg/m 3 και άνω, εμφανίζονται συμπτώματα δηλητηρίασης (αδυναμία, ερεθισμός των βλεννογόνων της αναπνευστικής οδού, δυσλειτουργία των πεπτικών οργάνων, πονοκέφαλος κ.λπ.). Σε συγκέντρωση 1200 mg/m 3 και άνω, αναπτύσσεται μια σοβαρή μορφή δηλητηρίασης και ως αποτέλεσμα της αναστολής των ενζύμων αναπνοής των ιστών, επέρχεται ο θάνατος των ζώων. Έχουν περιγραφεί περιπτώσεις θανατηφόρας δηλητηρίασης ανθρώπων με υδρόθειο κατά τον καθαρισμό φρεατίων συλλογής υγρών χοιροτροφείων.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη ποσότητα υδρόθειου στον αέρα των χώρων για τα ζώα δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 0,0026%. Είναι απαραίτητο να προσπαθήσουμε με κάθε δυνατό τρόπο για την πλήρη απουσία αμμωνίας στον αέρα εσωτερικού χώρου.

Η παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων διοξειδίου του άνθρακα, αμμωνίας και υδρόθειου υποδηλώνει μια ανθυγιεινή κατάσταση του χοιροστασίου. Συντήρηση καλές συνθήκεςΤο περιβάλλον αέρα εσωτερικών χώρων, κατά κανόνα, επιτυγχάνεται με τη διατήρηση διαφορετικών ηλικιακών και παραγωγικών ομάδων ζώων σε καθημερινά αλλαγμένα στεγνά στρώματα ή μονωμένα δάπεδα με κλίση προς τους δίσκους αποχέτευσης. Η σωστή τοποθέτηση των ζώων και ο τακτικός καθαρισμός των μαντρί, των κρησφύγετων και των χώρων σίτισης έχουν μεγάλη σημασία.

Στον περιβάλλοντα αέρα και στα δωμάτια υπάρχουν πάντα υδρατμοί, η ποσότητα των οποίων ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τις κλιματικές συνθήκες, τον τύπο του ζώου και τον τύπο του δωματίου. Ο αέρας στα κτηνοτροφικά κτίρια περιέχει σχεδόν πάντα σκόνη, αποτελούμενη από μικροσκοπικά σωματίδια ορυκτών, φυτικά υπολείμματα, έντομα και ζωντανούς μικροοργανισμούς. Η μόλυνση του δέρματος των ζώων με σκόνη μαζί με ιδρώτα, νεκρά κύτταρα του ανώτερου στρώματος του δέρματος και μικροοργανισμούς συνοδεύεται από ερεθισμό, κνησμό και φλεγμονώδεις διεργασίες. Η σκόνη που παγιδεύεται στην ανώτερη αναπνευστική οδό συχνά οδηγεί σε ασθένειες αυτών των οργάνων.

Ο αέρας των κτηνοτροφικών κτιρίων περιέχει συχνά εντερικά αέρια: ινδόλη, σκατόλη, μερκαπτάνη, αμίνες (νιτροζαμίνες), που έχουν άσχημη οσμή. Κατά κανόνα, η μυρωδιά, ειδικά από τα χοιροστάσια, είναι τόσο έντονη που μια ζώνη υγιεινής (προστατευτικής) πλάτους 0,5-1 km ή περισσότερο από κατοικημένες περιοχές είναι ανεπαρκής. Ορισμένα αέρια (νιτροζαμίνες) είναι ισχυρά χημικά καρκινογόνα και μπορούν να βρεθούν στον αέρα σε σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις.

Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η ποιότητα του αέρα στα κτηνοτροφικά κτίρια επηρεάζει όχι μόνο το ζώο, αλλά και το προσωπικό που το εξυπηρετεί. Η παρατεταμένη παραμονή των ζώων σε χώρους με σημαντική συσσώρευση επιβλαβών αερίων στον αέρα έχει τοξική επίδραση στον οργανισμό, μειώνει την αντίσταση και την παραγωγικότητά τους. Έτσι, με αυξημένη περιεκτικότητα σε αμμωνία στον αέρα των εσωτερικών χώρων, η αύξηση βάρους των βοοειδών μειώνεται κατά 25-28%. Τα επιβλαβή αέρια μειώνουν την αντίσταση του οργανισμού και συμβάλλουν στην εξάπλωση μη μεταδοτικών (ρινίτιδα, λαρυγγίτιδα, βρογχίτιδα, πνευμονία, αμμωνιακή τύφλωση των κοτόπουλων κ.λπ.) και μολυσματικών (φυματίωση κ.λπ.). Η βελτίωση της σύστασης αερίου του αέρα επιτυγχάνεται μέσω της σωστής κατασκευής και λειτουργίας εξαερισμού και αποχέτευσης και συμμόρφωσης με την πυκνότητα τοποθέτησης των ζώων. Σημαντική προϋπόθεσηείναι η διασφάλιση της στεγανότητας των συμπαγών δαπέδων, που εμποδίζει τη διείσδυση των ούρων στο υπόγειο και την αποσύνθεσή τους. Με ένα υδραυλικό σύστημα απομάκρυνσης κοπριάς, σημαντική ποσότητα επιβλαβών αερίων περιέχεται στα κανάλια κοπριάς. Η συγκέντρωση της αμμωνίας σε αυτά φτάνει περισσότερο από 35 mg/m 3, το υδρόθειο - 23 mg/m 3, που είναι 2-3 φορές υψηλότερο από τα επιτρεπόμενα πρότυπα. Από αυτή την άποψη, η απομάκρυνση του μολυσμένου αέρα πρέπει να πραγματοποιείται απευθείας από τα κανάλια κοπριάς των κτηνοτροφικών κτιρίων. Με αποτελεσματικούς τρόπουςΗ απόσμηση του αέρα είναι η υπεριώδης ακτινοβολία, ο οζονισμός και ο ιονισμός. Για το σκοπό αυτό. Τα αερολύματα από εκχυλίσματα πευκοβελόνας έχουν δοκιμαστεί με επιτυχία. Η απόσμηση σε μικρά δωμάτια (άνοιγμα) πραγματοποιείται με αρωματικές ουσίες σε δοχεία αεροζόλ ή διαλύματα χημικά(υπερμαγγανικό κάλιο, μονοχλωριούχο ιώδιο, λευκαντικό κ.λπ.).



Ο αέρας είναι ένα φυσικό μείγμα αερίων, κυρίως αζώτου και οξυγόνου, που συνθέτει ατμόσφαιρα της γης. Ο αέρας είναι απαραίτητος για την κανονική ύπαρξη της συντριπτικής πλειοψηφίας των επίγειων ζωντανών οργανισμών: το οξυγόνο που περιέχεται στον αέρα εισέρχεται στα κύτταρα του σώματος κατά την αναπνοή και χρησιμοποιείται στη διαδικασία οξείδωσης, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση της απαραίτητης για τη ζωή ενέργειας. Στη βιομηχανία και στην καθημερινή ζωή, το ατμοσφαιρικό οξυγόνο χρησιμοποιείται για την καύση καυσίμου για την παραγωγή θερμότητας και μηχανικής ενέργειας στους κινητήρες. εσωτερικής καύσης. Τα ευγενή αέρια λαμβάνονται από τον αέρα με υγροποίηση. Συμφωνώς προς Ομοσπονδιακός νόμος«Σχετικά με την προστασία του ατμοσφαιρικού αέρα», ο ατμοσφαιρικός αέρας νοείται ως «ζωτικής σημασίας σημαντικό συστατικόπεριβάλλον, το οποίο είναι ένα φυσικό μείγμα ατμοσφαιρικών αερίων που βρίσκεται έξω από οικιακούς, βιομηχανικούς και άλλους χώρους».

Οι σημαντικότεροι παράγοντες που καθορίζουν την καταλληλότητα του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος για την ανθρώπινη κατοίκηση είναι η χημική σύνθεση, ο βαθμός ιοντισμού, η σχετική υγρασία, η πίεση, η θερμοκρασία και η ταχύτητα κίνησης. Ας εξετάσουμε κάθε έναν από αυτούς τους παράγοντες ξεχωριστά.

Το 1754, ο Τζόζεφ Μπλακ απέδειξε πειραματικά ότι ο αέρας είναι μείγμα αερίων και όχι ομοιογενής ουσία.

Κανονική σύνθεση αέρα

Ουσία	Ονομασία	Κατ' όγκο, %	Κατά βάρος,%
Αζωτο
Οξυγόνο
Αργόν
Διοξείδιο του άνθρακα
Νέο		0,001818
Μεθάνιο			0,000084
Ήλιο		0,000524	0,000073
Κρυπτόν		0,000114
Υδρογόνο
Ξένο		0,0000087

Ελαφριά ιόντα αέρα

Κάθε κάτοικος της Αγίας Πετρούπολης αισθάνεται ότι ο αέρας είναι πολύ μολυσμένος. Ένας διαρκώς αυξανόμενος αριθμός αυτοκινήτων, εργοστασίων και εργοστασίων εκπέμπουν τόνους απορριμμάτων από τις δραστηριότητές τους στην ατμόσφαιρα. Ο μολυσμένος αέρας περιέχει αχαρακτήριστα φυσικά, χημικά και βιολογικές ουσίες. Οι κύριοι ρύποι στον ατμοσφαιρικό αέρα μιας μητρόπολης είναι: αλδεΰδες, αμμωνία, ατμοσφαιρική σκόνη, μονοξείδιο του άνθρακα, οξείδια του αζώτου, διοξείδιο του θείου, υδρογονάνθρακες, βαριά μέταλλα(μόλυβδος, χαλκός, ψευδάργυρος, κάδμιο, χρώμιο).

Τα πιο επικίνδυνα συστατικά της αιθαλομίχλης είναι τα μικροσκοπικά σωματίδια βλαβερές ουσίες. Περίπου το 60% είναι προϊόντα καύσης από κινητήρες αυτοκινήτων. Είναι αυτά τα σωματίδια που εισπνέουμε περπατώντας στους δρόμους των πόλεων μας και συσσωρεύονται στους πνεύμονές μας. Σύμφωνα με τους γιατρούς, οι πνεύμονες ενός κατοίκου της μητρόπολης μοιάζουν πολύ σε βαθμό μόλυνσης με τους πνεύμονες ενός βαρέως καπνιστή.

Τα καυσαέρια των αυτοκινήτων βρίσκονται στην πρώτη θέση όσον αφορά τη συμβολή τους στην ατμοσφαιρική ρύπανση, οι εκπομπές από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς είναι στη δεύτερη θέση, χημική βιομηχανία- στο τρίτο.

Βαθμός ιονισμού αέρα

Υψηλός βαθμόςιονισμός

Ο ατμοσφαιρικός αέρας είναι πάντα ιονισμένος και περιέχει περισσότερα ή λιγότερα ιόντα αέρα. Διαδικασία ιονισμού φυσικός αέραςεμφανίζεται υπό την επίδραση πολλών παραγόντων, με κυριότερους τη ραδιενέργεια του εδάφους, των πετρωμάτων, της θάλασσας και υπόγεια ύδατα, κοσμικές ακτίνες, κεραυνοί, πιτσίλισμα νερού (φαινόμενο Lennard) σε καταρράκτες, στις κορυφές των κυμάτων κ.λπ., υπεριωδης ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΟ ήλιος, οι φλόγες των δασικών πυρκαγιών, κάποιες αρωματικές ουσίες κ.λπ. Υπό την επίδραση αυτών των παραγόντων, σχηματίζονται τόσο θετικά όσο και αρνητικά ιόντα αέρα. Τα ουδέτερα μόρια αέρα κατακάθονται αμέσως στα προκύπτοντα ιόντα, προκαλώντας τα λεγόμενα κανονικά και ελαφριά ατμοσφαιρικά ιόντα. Συναντώντας σωματίδια σκόνης αιωρούμενα στον αέρα, σωματίδια καπνού και μικροσκοπικές σταγόνες νερού στο δρόμο τους, τα ελαφρά ιόντα κατακάθονται πάνω τους και μετατρέπονται σε βαριά. Κατά μέσο όρο, 1 cm 3 πάνω από την επιφάνεια της γης περιέχει έως και 1500 ιόντα, μεταξύ των οποίων κυριαρχούν τα θετικά φορτισμένα, κάτι που, όπως θα φανεί παρακάτω, δεν είναι απολύτως επιθυμητό για την ανθρώπινη υγεία.

Σε ορισμένες περιοχές, ο ιονισμός του αέρα χαρακτηρίζεται από ευνοϊκότερους δείκτες. Μεταξύ των περιοχών όπου ο αέρας είναι ιδιαίτερα ιονισμένος είναι οι πλαγιές ψηλά βουνά, ορεινές κοιλάδες, καταρράκτες, ακτές θαλασσών και ωκεανών. Συχνά χρησιμοποιούνται για την οργάνωση εγκαταστάσεων αναψυχής και θεραπείας σανατόριο-θέρετρο.

Έτσι, τα ιόντα του αέρα είναι συνεχώς ενεργός παράγοντας εξωτερικό περιβάλλον, όπως η θερμοκρασία, η σχετική υγρασία και η ταχύτητα του αέρα.

Μια αλλαγή στον βαθμό ιονισμού του εισπνεόμενου αέρα συνεπάγεται αναπόφευκτα αλλαγές σε διάφορα όργανα και συστήματα. Εξ ου και η φυσική επιθυμία χρήσης ιονισμένου αέρα, αφενός, και η ανάγκη ανάπτυξης συσκευών και συσκευών για την τεχνητή αλλαγή της συγκέντρωσης και της αναλογίας ιόντων στον ατμοσφαιρικό αέρα, αφετέρου. Σήμερα, χρησιμοποιώντας ειδικό εξοπλισμό, είναι δυνατό να αυξηθεί ο βαθμός ιονισμού του αέρα, αυξάνοντας τον αριθμό των ιόντων ανά 1 cm 3 χιλιάδες φορές.

Οι υγειονομικοί και επιδημιολογικοί κανόνες και κανονισμοί SanPiN 2.2.4.1294-03 παρέχουν υγιεινές απαιτήσεις για τη σύνθεση ιόντων αέρα του αέρα σε βιομηχανικούς και δημόσιους χώρους. Λάβετε υπόψη ότι δεν είναι μόνο ο αριθμός των αρνητικά και θετικά φορτισμένων ιόντων αέρα, αλλά και ο λόγος της συγκέντρωσης του θετικού προς τη συγκέντρωση του αρνητικού, που ονομάζεται συντελεστής μονοπολικότητας (βλ. πίνακα παρακάτω).

Σύμφωνα με τις απαιτήσεις υγιεινής, ο αριθμός των αρνητικά φορτισμένων ιόντων αέρα πρέπει να είναι μεγαλύτερος ή, σε ακραίες περιπτώσεις, ίσος με τον αριθμό των θετικά φορτισμένων ιόντων αέρα. Εάν ζείτε σε πόλεις και εργάζεστε σε χώρους γραφείων, θα πρέπει να χρησιμοποιείτε ιονιστές αέρα για να μην χάνετε τη συγκέντρωση και να κουράζεστε πιο αργά κατά τη διάρκεια της εργάσιμης ημέρας.

Μικροκλίμα: σχ. υγρασία, θερμοκρασία, ταχύτητα, πίεση

Το μικροκλίμα αναφέρεται σε ένα σύνολο φυσικών περιβαλλοντικών παραμέτρων που επηρεάζουν την ανθρώπινη ανταλλαγή θερμότητας και την υγεία. Οι κύριες παράμετροι μικροκλίματος είναι η σχετική υγρασία, η θερμοκρασία, η πίεση και η ταχύτητα του αέρα. Η διατήρηση όλων αυτών των παραμέτρων σε κανονικά επίπεδα σε εσωτερικούς χώρους είναι ένας βασικός παράγοντας που καθορίζει την άνεση της παραμονής ενός ατόμου σε αυτό.

Η κανονική τιμή των παραμέτρων μικροκλίματος επιτρέπει στο ανθρώπινο σώμα να ξοδεύει ελάχιστη ενέργεια: να διατηρεί το απαιτούμενο επίπεδο ανταλλαγής θερμότητας, να αποκτά απαιτούμενη ποσότηταοξυγόνο; Ταυτόχρονα, ένα άτομο δεν αισθάνεται ούτε ζέστη, ούτε κρύο ούτε μπούκωμα. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, οι παραβιάσεις του μικροκλίματος είναι οι πιο συχνές μεταξύ όλων των παραβιάσεων των υγειονομικών και υγειονομικών προτύπων.

Το μικροκλίμα καθορίζεται από την επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος, τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά του κτιρίου και τα συστήματα θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού.

Στα πολυώροφα κτίρια υπάρχει έντονη διαφορά στην πίεση του αέρα εκτός και εντός του κτιρίου. Αυτό οδηγεί σε συσσώρευση διάφορους ρύπουςστο κτίριο, και η συγκέντρωσή τους θα είναι διαφορετική στους επάνω και κάτω ορόφους, γεγονός που έχει επιζήμια επίδραση σε.

Τα χαρακτηριστικά μικροκλίματος κάθε συγκεκριμένου διαμερίσματος διαμορφώνονται υπό την επίδραση των ροών αέρα, της υγρασίας και της θερμότητας. Ο αέρας στο δωμάτιο είναι συνεχώς σε κίνηση. Επομένως, μια από τις βασικές παραμέτρους του αέρα είναι η ταχύτητα της κίνησής του.

Παρακάτω είναι ένας πίνακας που δείχνει τα βέλτιστα και έγκυρες τιμέςθερμοκρασία, υγρασία και ταχύτητα αέρα σε διάφορους χώρους σύμφωνα με το τρέχον SanPiN 2.1.2.2801-10 «Αλλαγές και προσθήκες No.

Οι παράμετροι αέρα στο σπίτι, το γραφείο ή το εξοχικό σας σπίτι, μπορείτε να λάβετε τα κατάλληλα μέτρα για την ομαλοποίηση των εντοπισμένων αποκλίσεων.

Οι ισχύοντες υγειονομικοί κανόνες και τα πρότυπα αέρα

Το όνομα ενός δωματίου	Θερμοκρασία αέρα, °C		Σχετική υγρασία, %		Ταχύτητα αέρα, m/s
	βέλτιστη.	επιτρεπτός	βέλτιστη.	επιτρεπτός	βέλτιστη.	επιτρεπτός
Κρύα εποχή
Σαλόνι