Ο ατμοσφαιρικός αέρας περιέχει οξυγόνο. Η χημική σύσταση του αέρα και η υγιεινή του σημασία

Τα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας αποτελούνται από ένα μείγμα αερίων που ονομάζεται αέρας. , στο οποίο αιωρούνται υγρά και στερεά σωματίδια. Η συνολική μάζα του τελευταίου είναι ασήμαντη σε σύγκριση με ολόκληρη τη μάζα της ατμόσφαιρας.

Ο ατμοσφαιρικός αέρας είναι ένα μείγμα αερίων, τα κυριότερα από τα οποία είναι το άζωτο N2, το οξυγόνο O2, το αργό Ar, το διοξείδιο του άνθρακα CO2 και οι υδρατμοί. Ο αέρας χωρίς υδρατμούς ονομάζεται ξηρός αέρας. Κοντά στην επιφάνεια της γης, ο ξηρός αέρας είναι 99% άζωτο (78% κατ' όγκο ή 76% κατά μάζα) και οξυγόνο (21% κατ' όγκο ή 23% κατά μάζα). Το υπόλοιπο 1% πέφτει σχεδόν εξ ολοκλήρου στο αργό. Απομένει μόνο 0,08% για το διοξείδιο του άνθρακα CO2. Πολλά άλλα αέρια αποτελούν μέρος του αέρα σε χιλιοστά, εκατομμυριοστά και ακόμη μικρότερα κλάσματα του ποσοστού. Αυτά είναι κρυπτόν, ξένον, νέον, ήλιο, υδρογόνο, όζον, ιώδιο, ραδόνιο, μεθάνιο, αμμωνία, υπεροξείδιο του υδρογόνου, υποξείδιο του αζώτου κ.λπ. Η σύνθεση του ξηρού ατμοσφαιρικού αέρα κοντά στην επιφάνεια της Γης δίνεται στον Πίνακα. ένας.

Τραπέζι 1

Η σύνθεση του ξηρού ατμοσφαιρικού αέρα κοντά στην επιφάνεια της Γης

	Συγκέντρωση όγκου, %	Μοριακή μάζα	Πυκνότητα σε σχέση με την πυκνότητα ξηρός αέρας
Οξυγόνο (O2)
Διοξείδιο του άνθρακα (CO2)
Krypton (Kr)
Υδρογόνο (H2)
Xenon (Xe)
ξηρός αέρας

Η ποσοστιαία σύνθεση του ξηρού αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης είναι πολύ σταθερή και πρακτικά η ίδια παντού. Μόνο η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να αλλάξει σημαντικά. Ως αποτέλεσμα των διαδικασιών αναπνοής και καύσης, η ογκομετρική του περιεκτικότητα στον αέρα κλειστών, ανεπαρκώς αεριζόμενων χώρων, καθώς και βιομηχανικών κέντρων, μπορεί να αυξηθεί αρκετές φορές - έως και 0,1-0,2%. Το ποσοστό αζώτου και οξυγόνου αλλάζει αρκετά ασήμαντα.

Η σύνθεση της πραγματικής ατμόσφαιρας περιλαμβάνει τρία σημαντικά μεταβλητά συστατικά - υδρατμούς, όζον και διοξείδιο του άνθρακα. Η περιεκτικότητα σε υδρατμούς στον αέρα ποικίλλει σημαντικά, σε αντίθεση με άλλα συστατικά του αέρα: στην επιφάνεια της γης, κυμαίνεται μεταξύ εκατοστών του εκατοστιαίου και αρκετού τοις εκατό (από 0,2% στα πολικά γεωγραφικά πλάτη έως 2,5% στον ισημερινό και σε ορισμένα περιπτώσεις κυμαίνεται σχεδόν από μηδέν έως 4%). Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι, υπό τις συνθήκες που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα, οι υδρατμοί μπορούν να περάσουν σε υγρή και στερεή κατάσταση και, αντίθετα, μπορούν να εισέλθουν ξανά στην ατμόσφαιρα λόγω της εξάτμισης από την επιφάνεια της γης.

Οι υδρατμοί εισέρχονται συνεχώς στην ατμόσφαιρα με εξάτμιση από υδάτινες επιφάνειες, από υγρό έδαφος και με διαπνοή φυτών, ενώ σε διαφορετικά σημεία και σε διαφορετικές χρονικές στιγμές εισέρχονται σε διαφορετικές ποσότητες. Απλώνεται προς τα πάνω από την επιφάνεια της γης και μεταφέρεται με ρεύματα αέρα από το ένα μέρος της Γης στο άλλο.

Μπορεί να εμφανιστεί κορεσμός στην ατμόσφαιρα. Σε αυτή την κατάσταση, οι υδρατμοί περιέχονται στον αέρα σε ποσότητα που είναι η μέγιστη δυνατή σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Οι υδρατμοί λέγονται κορεσμός(ή κορεσμένα),και τον αέρα που το περιέχει κορεσμένα.

Η κατάσταση κορεσμού συνήθως επιτυγχάνεται όταν πέφτει η θερμοκρασία του αέρα. Όταν επιτευχθεί αυτή η κατάσταση, τότε με περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας, μέρος των υδρατμών καθίσταται περιττό και συμπυκνώνεταιαλλάζει σε υγρή ή στερεή κατάσταση. Σταγονίδια νερού και κρύσταλλοι πάγου από σύννεφα και ομίχλες εμφανίζονται στον αέρα. Τα σύννεφα μπορούν να εξατμιστούν ξανά. Σε άλλες περιπτώσεις, σταγονίδια και κρύσταλλοι νεφών, που γίνονται μεγαλύτερα, μπορούν να πέσουν στην επιφάνεια της γης με τη μορφή βροχοπτώσεων. Ως αποτέλεσμα όλων αυτών, η περιεκτικότητα σε υδρατμούς σε κάθε μέρος της ατμόσφαιρας αλλάζει συνεχώς.

Οι πιο σημαντικές καιρικές διεργασίες και τα κλιματικά χαρακτηριστικά συνδέονται με τους υδρατμούς στον αέρα και με τη μετάβασή τους από αέρια κατάσταση σε υγρή και στερεή κατάσταση. Η παρουσία υδρατμών στην ατμόσφαιρα επηρεάζει σημαντικά τις θερμικές συνθήκες της ατμόσφαιρας και της επιφάνειας της γης. Οι υδρατμοί απορροφούν έντονα την υπέρυθρη ακτινοβολία μεγάλων κυμάτων που εκπέμπεται από την επιφάνεια της γης. Με τη σειρά του, ο ίδιος εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία, το μεγαλύτερο μέρος της οποίας πηγαίνει στην επιφάνεια της γης. Αυτό μειώνει τη νυχτερινή ψύξη της επιφάνειας της γης και συνεπώς και των κατώτερων στρωμάτων του αέρα.

Μεγάλες ποσότητες θερμότητας δαπανώνται για την εξάτμιση του νερού από την επιφάνεια της γης, και όταν οι υδρατμοί συμπυκνώνονται στην ατμόσφαιρα, αυτή η θερμότητα μεταφέρεται στον αέρα. Τα σύννεφα που προκύπτουν από τη συμπύκνωση αντανακλούν και απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία στο δρόμο της προς την επιφάνεια της γης. Η βροχόπτωση από τα σύννεφα είναι απαραίτητο στοιχείο του καιρού και του κλίματος. Τέλος, η παρουσία υδρατμών στην ατμόσφαιρα είναι απαραίτητη για τις φυσιολογικές διεργασίες.

Οι υδρατμοί, όπως κάθε αέριο, έχουν ελαστικότητα (πίεση). Πίεση υδρατμών μιανάλογη με την πυκνότητά του (περιεκτικότητα ανά μονάδα όγκου) και την απόλυτη θερμοκρασία του. Εκφράζεται στις ίδιες μονάδες με την πίεση αέρα, δηλ. είτε μέσα χιλιοστά υδραργύρου,είτε μέσα millibar.

Η πίεση των υδρατμών στον κορεσμό ονομάζεται ελαστικότητα κορεσμού.το τη μέγιστη δυνατή πίεση υδρατμών σε μια δεδομένη θερμοκρασία.Για παράδειγμα, σε θερμοκρασία κορεσμού 0° η ελαστικότητα είναι 6,1 mb . Για κάθε 10° θερμοκρασίας, η ελαστικότητα κορεσμού διπλασιάζεται περίπου.

Εάν ο αέρας περιέχει λιγότερους υδρατμούς από ό,τι χρειάζεται για τον κορεσμό του σε μια δεδομένη θερμοκρασία, μπορεί να προσδιοριστεί πόσο κοντά είναι ο αέρας στον κορεσμό. Για να το κάνετε αυτό, υπολογίστε σχετική υγρασία.Αυτό είναι το όνομα του λόγου της πραγματικής ελαστικότητας μιυδρατμοί στον αέρα προς κορεσμό ελαστικότητα μιστην ίδια θερμοκρασία, εκφρασμένη ως ποσοστό, δηλ.

Για παράδειγμα, σε θερμοκρασία 20 °, η ελαστικότητα κορεσμού είναι 23,4 mb. Εάν η πραγματική τάση ατμών στον αέρα είναι 11,7 mb, τότε η σχετική υγρασία του αέρα είναι

Η πίεση των υδρατμών κοντά στην επιφάνεια της γης κυμαίνεται από τα εκατοστά του millibar (σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες το χειμώνα στην Ανταρκτική και τη Γιακουτία) έως 35 mbi περισσότερο (κοντά στον ισημερινό). Όσο πιο ζεστός είναι ο αέρας, τόσο περισσότερους υδρατμούς μπορεί να περιέχει χωρίς κορεσμό και, επομένως, τόσο μεγαλύτερη είναι η ελαστικότητα των υδρατμών σε αυτόν.

Η σχετική υγρασία μπορεί να λάβει όλες τις τιμές - από το μηδέν για εντελώς ξηρό αέρα ( μι= 0) έως 100% για την κατάσταση κορεσμού (ε = Ε).

Δίνεται στον Πίνακα. 1.1 Η σύνθεση του ατμοσφαιρικού αέρα υφίσταται διάφορες αλλαγές σε κλειστούς χώρους. Πρώτον, το ποσοστό ορισμένων βασικών συστατικών αλλάζει και, δεύτερον, εμφανίζονται πρόσθετες ακαθαρσίες που δεν είναι χαρακτηριστικές του καθαρού αέρα. Σε αυτήν την παράγραφο, θα συζητήσουμε τις αλλαγές στη σύνθεση του αερίου και τις επιτρεπόμενες αποκλίσεις από το κανονικό.

Τα πιο σημαντικά αέρια για την ανθρώπινη ζωή είναι το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα, τα οποία εμπλέκονται στην ανταλλαγή αερίων του ατόμου με το περιβάλλον. Αυτή η ανταλλαγή αερίων λαμβάνει χώρα κυρίως στους ανθρώπινους πνεύμονες κατά την αναπνοή. Η ανταλλαγή αερίων που συμβαίνει μέσω της επιφάνειας του δέρματος είναι περίπου 100 φορές μικρότερη από ό,τι μέσω των πνευμόνων, καθώς η επιφάνεια του σώματος ενός ενήλικα είναι περίπου 1,75 m2 και η επιφάνεια των κυψελίδων των πνευμόνων είναι περίπου 200 m2. Η διαδικασία της αναπνοής συνοδεύεται από το σχηματισμό θερμότητας στο ανθρώπινο σώμα σε ποσότητα από 4,69 έως 5,047 (κατά μέσο όρο 4,879) kcal ανά 1 λίτρο απορροφούμενου οξυγόνου (που διέρχεται στο διοξείδιο του άνθρακα). Πρέπει να σημειωθεί ότι μόνο ένα μικρό μέρος του οξυγόνου που περιέχεται στον εισπνεόμενο αέρα (περίπου 20%) απορροφάται. Έτσι, εάν στον ατμοσφαιρικό αέρα υπάρχει περίπου 21% οξυγόνο, τότε στον αέρα που εκπνέει ένα άτομο θα είναι περίπου 17%. Τυπικά, η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα που εκπνέεται είναι μικρότερη από την ποσότητα του οξυγόνου που προσλαμβάνεται. Η αναλογία της ποσότητας του διοξειδίου του άνθρακα που εκπέμπεται από ένα άτομο και του οξυγόνου που απορροφάται ονομάζεται αναπνευστικός συντελεστής (RC), ο οποίος συνήθως κυμαίνεται από 0,71 έως 1. Ωστόσο, εάν ένα άτομο βρίσκεται σε κατάσταση έντονου ενθουσιασμού ή εκτελεί πολύ σκληρή δουλειά , το ROC μπορεί να είναι ακόμη μεγαλύτερο από ένα.

Η ποσότητα οξυγόνου που απαιτείται για ένα άτομο για τη διατήρηση της κανονικής δραστηριότητας της ζωής εξαρτάται κυρίως από την ένταση της εργασίας που εκτελεί και καθορίζεται από τον βαθμό νευρικής και μυϊκής έντασης. Η αφομοίωση του οξυγόνου από το αίμα γίνεται καλύτερα σε μερική πίεση περίπου 160 mm Hg. Art., το οποίο σε ατμοσφαιρική πίεση 760 mm Hg. Τέχνη. αντιστοιχεί στο κανονικό ποσοστό οξυγόνου στον ατμοσφαιρικό αέρα, δηλαδή 21%.

Λόγω της ικανότητας προσαρμογής του ανθρώπινου σώματος, η φυσιολογική αναπνοή μπορεί να παρατηρηθεί ακόμη και με μικρότερες ποσότητες οξυγόνου.

Εάν η μείωση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο στον αέρα συμβαίνει λόγω αδρανών αερίων (για παράδειγμα, άζωτο), τότε είναι δυνατή μια σημαντική μείωση της ποσότητας οξυγόνου - έως και 12%.

Ωστόσο, σε κλειστούς χώρους, η μείωση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο συνοδεύεται όχι από αύξηση της συγκέντρωσης των αδρανών αερίων, αλλά από τη συσσώρευση διοξειδίου του άνθρακα. Υπό αυτές τις συνθήκες, η μέγιστη επιτρεπόμενη ελάχιστη περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον αέρα θα πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερη. Συνήθως, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο ίση με 17% κατ' όγκο λαμβάνεται ως κανόνας για αυτή τη συγκέντρωση. Γενικά, σε εσωτερικούς χώρους, το ποσοστό οξυγόνου δεν πέφτει ποτέ σε αυτό το επίπεδο, αφού η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα φτάνει την οριακή τιμή πολύ νωρίτερα. Ως εκ τούτου, είναι πρακτικά πιο σημαντικό να καθοριστούν οι μέγιστες επιτρεπόμενες προδιαγραφές για την περιεκτικότητα όχι σε οξυγόνο, αλλά σε διοξείδιο του άνθρακα σε κλειστούς χώρους.

Το διοξείδιο του άνθρακα CO2 είναι ένα άχρωμο αέριο με ελαφρά ξινή γεύση και οσμή. είναι 1,52 φορές βαρύτερο από τον αέρα, ελαφρώς δηλητηριώδες. Η συσσώρευση διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα των εσωτερικών χώρων οδηγεί σε πονοκεφάλους, ζάλη, αδυναμία, απώλεια της αίσθησης και ακόμη και απώλεια συνείδησης.

Πιστεύεται ότι στον ατμοσφαιρικό αέρα η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα είναι 0,03% κατ' όγκο. Αυτό ισχύει για τις αγροτικές περιοχές. Στον αέρα των μεγάλων βιομηχανικών κέντρων, η περιεκτικότητά του είναι συνήθως μεγαλύτερη. Για τους υπολογισμούς λαμβάνεται συγκέντρωση 0,04%. Ο αέρας που εκπνέει ένα άτομο περιέχει περίπου 4% διοξείδιο του άνθρακα.

Χωρίς επιβλαβείς συνέπειες για το ανθρώπινο σώμα, οι συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα πολύ υψηλότερες από 0,04% μπορούν να είναι ανεκτές στον αέρα των εσωτερικών χώρων.

Η τιμή της μέγιστης επιτρεπόμενης συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα εξαρτάται από τη διάρκεια παραμονής των ατόμων σε έναν συγκεκριμένο κλειστό χώρο και από το είδος του επαγγέλματός τους. Για παράδειγμα, για τα σφραγισμένα καταφύγια, όταν σε αυτά τοποθετούνται υγιή άτομα για περίοδο όχι μεγαλύτερη από 8 ώρες, μπορεί να ληφθεί κανόνας 2% ως η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση CO2. Με μια σύντομη παραμονή ατόμων, αυτό το ποσοστό μπορεί να αυξηθεί. Η ικανότητα ενός ατόμου να μένει σε περιβάλλον με υψηλές συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα οφείλεται στην ικανότητα του ανθρώπινου σώματος να προσαρμόζεται σε διάφορες συνθήκες. Σε συγκέντρωση CO2 μεγαλύτερη από 1%, ένα άτομο αρχίζει να εισπνέει πολύ περισσότερο αέρα. Έτσι, σε συγκέντρωση CO2 3%, η αναπνοή διπλασιάζεται ακόμη και σε ηρεμία, κάτι που από μόνο του δεν προκαλεί αισθητές αρνητικές συνέπειες κατά τη διάρκεια μιας σχετικά σύντομης παραμονής ενός ατόμου σε τέτοιο αέρα. Εάν ένα άτομο μείνει σε δωμάτιο με συγκέντρωση CO2 3% για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα (3 ή περισσότερες ημέρες), απειλείται με απώλεια συνείδησης.

Όταν οι άνθρωποι μένουν σε κλειστούς χώρους για μεγάλο χρονικό διάστημα και όταν οι άνθρωποι εκτελούν μια ή την άλλη εργασία, η τιμή της μέγιστης επιτρεπόμενης συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα πρέπει να είναι σημαντικά μικρότερη από 2%. Μπορεί να κυμαίνεται από 0,1 έως 1%. Η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα 0,1% μπορεί επίσης να θεωρηθεί αποδεκτή για συνηθισμένους χώρους κτιρίων και κατασκευών χωρίς πίεση για διάφορους σκοπούς. Μια χαμηλότερη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα (της τάξης των 0,07-0,08) θα πρέπει να συνταγογραφείται μόνο για τις εγκαταστάσεις ιατρικών και παιδικών ιδρυμάτων.

Όπως θα γίνει σαφές από τα παρακάτω, οι απαιτήσεις για την περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στον αέρα των χώρων των επίγειων κτιρίων συνήθως ικανοποιούνται εύκολα εάν οι πηγές απελευθέρωσής του είναι άνθρωποι. Το ερώτημα είναι διαφορετικό όταν το διοξείδιο του άνθρακα συσσωρεύεται σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις ως αποτέλεσμα ορισμένων τεχνολογικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα, για παράδειγμα, σε καταστήματα ζύμης, ζυθοποιίας, υδρόλυσης. Σε αυτή την περίπτωση, λαμβάνεται το 0,5% ως η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα.

Η χημική σύσταση του αέρα

Ο αέρας έχει την εξής χημική σύσταση: άζωτο-78,08%, οξυγόνο-20,94%, αδρανή αέρια-0,94%, διοξείδιο του άνθρακα-0,04%. Αυτοί οι δείκτες στο επιφανειακό στρώμα μπορεί να κυμαίνονται εντός ασήμαντων ορίων. Ο άνθρωπος χρειάζεται βασικά οξυγόνο, χωρίς το οποίο δεν μπορεί να ζήσει, όπως άλλοι ζωντανοί οργανισμοί. Τώρα όμως έχει μελετηθεί και αποδειχθεί ότι και άλλα συστατικά του αέρα έχουν μεγάλη σημασία.

Το οξυγόνο είναι ένα άχρωμο και άοσμο αέριο, εξαιρετικά διαλυτό στο νερό. Ένα άτομο εισπνέει περίπου 2722 λίτρα (25 κιλά) οξυγόνου την ημέρα σε κατάσταση ηρεμίας. Ο εκπνεόμενος αέρας περιέχει περίπου 16% οξυγόνο. Η φύση της έντασης των οξειδωτικών διεργασιών στο σώμα εξαρτάται από την ποσότητα του οξυγόνου που καταναλώνεται.

Το άζωτο είναι ένα άχρωμο και άοσμο αέριο, ανενεργό, η συγκέντρωσή του στον εκπνεόμενο αέρα σχεδόν δεν αλλάζει. Παίζει σημαντικό φυσιολογικό ρόλο στη δημιουργία ατμοσφαιρικής πίεσης, η οποία είναι ζωτικής σημασίας, και, μαζί με τα αδρανή αέρια, αραιώνει το οξυγόνο. Με τις φυτικές τροφές (ιδιαίτερα τα όσπρια), το άζωτο σε δεσμευμένη μορφή εισέρχεται στο σώμα των ζώων και συμμετέχει στο σχηματισμό ζωικών πρωτεϊνών και, κατά συνέπεια, των πρωτεϊνών του ανθρώπινου σώματος.

Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα άχρωμο αέριο με ξινή γεύση και περίεργη μυρωδιά, εξαιρετικά διαλυτό στο νερό. Ο αέρας που εκπνέεται από τους πνεύμονες περιέχει έως και 4,7%. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε διοξείδιο του άνθρακα κατά 3% στον εισπνεόμενο αέρα επηρεάζει αρνητικά την κατάσταση του σώματος, υπάρχουν αισθήσεις συμπίεσης του κεφαλιού και πονοκέφαλος, η αρτηριακή πίεση αυξάνεται, ο παλμός επιβραδύνεται, εμφανίζονται εμβοές και μπορεί να υπάρχει ψυχική διέγερση παρατηρήθηκε. Με αύξηση της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα έως και 10% στον εισπνεόμενο αέρα, εμφανίζεται απώλεια συνείδησης και στη συνέχεια μπορεί να συμβεί αναπνευστική διακοπή. Οι μεγάλες συγκεντρώσεις οδηγούν γρήγορα σε παράλυση των εγκεφαλικών κέντρων και θάνατο.

Οι κύριες χημικές ακαθαρσίες που μολύνουν την ατμόσφαιρα είναι οι ακόλουθες.

μονοξείδιο του άνθρακα(CO) - ένα άχρωμο, άοσμο αέριο, το λεγόμενο "μονοξείδιο του άνθρακα". Σχηματίζεται ως αποτέλεσμα ατελούς καύσης ορυκτών καυσίμων (άνθρακας, φυσικό αέριο, πετρέλαιο) σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Διοξείδιο του άνθρακα(CO 2), ή διοξείδιο του άνθρακα - ένα άχρωμο αέριο με ξινή μυρωδιά και γεύση, προϊόν της πλήρους οξείδωσης του άνθρακα. Είναι ένα από τα αέρια του θερμοκηπίου.

διοξείδιο του θείου(SO 2) ή διοξείδιο του θείου είναι ένα άχρωμο αέριο με έντονη οσμή. Σχηματίζεται κατά την καύση ορυκτών καυσίμων που περιέχουν θείο, κυρίως άνθρακα, καθώς και κατά την επεξεργασία θειούχων μεταλλευμάτων. Συμμετέχει στο σχηματισμό όξινης βροχής. Η παρατεταμένη έκθεση σε διοξείδιο του θείου σε ένα άτομο οδηγεί σε κυκλοφορικές διαταραχές και αναπνευστική ανακοπή.

οξείδια του αζώτου(οξείδιο και διοξείδιο του αζώτου). Σχηματίζεται κατά τη διάρκεια όλων των διεργασιών καύσης κυρίως με τη μορφή οξειδίου του αζώτου. Το μονοξείδιο του αζώτου οξειδώνεται γρήγορα σε διοξείδιο, το οποίο είναι ένα κόκκινο-λευκό αέριο με δυσάρεστη οσμή που επηρεάζει έντονα τους ανθρώπινους βλεννογόνους. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία καύσης, τόσο πιο έντονος είναι ο σχηματισμός οξειδίων του αζώτου.

Οζο- ένα αέριο με χαρακτηριστική οσμή, πιο ισχυρό οξειδωτικό από το οξυγόνο. Θεωρείται ένας από τους πιο τοξικούς από όλους τους κοινούς ατμοσφαιρικούς ρύπους. Στο κατώτερο ατμοσφαιρικό στρώμα, το όζον σχηματίζεται ως αποτέλεσμα φωτοχημικών διεργασιών που περιλαμβάνουν διοξείδιο του αζώτου και πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs).

υδρογονάνθρακες- χημικές ενώσεις άνθρακα και υδρογόνου. Αυτά περιλαμβάνουν χιλιάδες διαφορετικούς ατμοσφαιρικούς ρύπους που βρίσκονται σε άκαυτη βενζίνη, υγρά στεγνού καθαρισμού, βιομηχανικούς διαλύτες και πολλά άλλα. Πολλοί υδρογονάνθρακες είναι επικίνδυνοι από μόνοι τους. Για παράδειγμα, το βενζόλιο, ένα από τα συστατικά της βενζίνης, μπορεί να προκαλέσει λευχαιμία και το εξάνιο μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη στο ανθρώπινο νευρικό σύστημα. Το βουταδιένιο είναι ισχυρό καρκινογόνο.

Οδηγω- ένα ασημί-γκρι μέταλλο, τοξικό σε οποιαδήποτε γνωστή μορφή. Χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή κολλήσεων, χρωμάτων, πυρομαχικών, κράματος εκτύπωσης κ.λπ. Ο μόλυβδος και οι ενώσεις του, εισχωρώντας στο ανθρώπινο σώμα, μειώνουν τη δραστηριότητα των ενζύμων και διαταράσσουν το μεταβολισμό, επιπλέον, έχουν την ικανότητα να συσσωρεύονται στο ανθρώπινο σώμα. Οι ενώσεις του μολύβδου αποτελούν ιδιαίτερη απειλή για τα παιδιά, διαταράσσοντας τη νοητική τους ανάπτυξη, την ανάπτυξη, την ακοή, την ομιλία του παιδιού και την ικανότητά του να συγκεντρώνεται.

Φρέον- μια ομάδα ουσιών που περιέχουν αλογόνο που συντίθενται από τον άνθρωπο. Τα φρέον, τα οποία είναι χλωριωμένοι και φθοριωμένοι άνθρακες (CFC), ως φθηνά και μη τοξικά αέρια, χρησιμοποιούνται ευρέως ως ψυκτικά μέσα σε ψυγεία και κλιματιστικά, αφριστικά μέσα, σε εγκαταστάσεις πυρόσβεσης αερίου και ως ρευστό εργασίας για συσκευασίες αεροζόλ (βερνίκια , αποσμητικά).

βιομηχανική σκόνηΑνάλογα με τον μηχανισμό σχηματισμού τους χωρίζονται στις ακόλουθες κατηγορίες:

μηχανική σκόνη - σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της λείανσης του προϊόντος κατά τη διάρκεια της τεχνολογικής διαδικασίας,

εξαχνώματα - σχηματίζονται ως αποτέλεσμα ογκομετρικής συμπύκνωσης ατμών ουσιών κατά την ψύξη ενός αερίου που διέρχεται από μια συσκευή, εγκατάσταση ή μονάδα διεργασίας,

ιπτάμενη τέφρα - το άκαυστο υπόλειμμα καυσίμου που περιέχεται στα καυσαέρια σε εναιώρηση, σχηματίζεται από τις ορυκτές ακαθαρσίες του κατά την καύση,

βιομηχανική αιθάλη - ένας στερεός άνθρακας υψηλής διασποράς, ο οποίος αποτελεί μέρος μιας βιομηχανικής εκπομπής, σχηματίζεται κατά τη διάρκεια ατελούς καύσης ή θερμικής αποσύνθεσης υδρογονανθράκων.

Η κύρια παράμετρος που χαρακτηρίζει τα αιωρούμενα σωματίδια είναι το μέγεθός τους, το οποίο ποικίλλει σε μεγάλο εύρος - από 0,1 έως 850 μικρά. Τα πιο επικίνδυνα σωματίδια είναι από 0,5 έως 5 μικρά, καθώς δεν εγκαθίστανται στην αναπνευστική οδό και είναι αυτά που εισπνέει ένα άτομο.

Διοξίνεςανήκουν στην κατηγορία των πολυχλωριωμένων πολυκυκλικών ενώσεων. Με αυτό το όνομα, συνδυάζονται περισσότερες από 200 ουσίες - διβενζοδιοξίνες και διβενζοφουράνια. Το κύριο στοιχείο των διοξινών είναι το χλώριο, το οποίο σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να αντικατασταθεί από βρώμιο, επιπλέον, οι διοξίνες περιέχουν οξυγόνο, άνθρακα και υδρογόνο.

Ο ατμοσφαιρικός αέρας δρα ως ένα είδος μεσολαβητή για τη ρύπανση όλων των άλλων αντικειμένων της φύσης, συμβάλλοντας στην εξάπλωση μεγάλων μαζών ρύπανσης σε σημαντικές αποστάσεις. Οι αερομεταφερόμενες βιομηχανικές εκπομπές (ακαθαρσίες) μολύνουν τους ωκεανούς, οξινίζουν το έδαφος και το νερό, αλλάζουν το κλίμα και καταστρέφουν το στρώμα του όζοντος.

Δεν μπορείς να το αγγίξεις, δεν μπορείς να το δεις, και το κύριο πράγμα που του χρωστάμε είναι η ζωή. Φυσικά, αυτός είναι ο αέρας που δεν κατείχε την τελευταία θέση στη λαογραφία κάθε λαού. Πώς το φαντάζονταν οι άνθρωποι της αρχαιότητας και τι είναι στην πραγματικότητα - θα γράψω για αυτό παρακάτω.

Τα αέρια που συνθέτουν τον αέρα

Φυσικό μείγμα αερίωνπου ονομάζεται αέρας. Η αναγκαιότητα και η σημασία του για τους ζωντανούς δύσκολα μπορεί να υποτιμηθεί - παίζει σημαντικό ρόλο σε οξειδωτικές διεργασίες, τα οποία συνοδεύονται από την απελευθέρωση της ενέργειας απαραίτητης για όλα τα έμβια όντα. Μέσω πειραμάτων, οι επιστήμονες μπόρεσαν να προσδιορίσουν την ακριβή σύνθεσή του, αλλά το κύριο πράγμα που πρέπει να γίνει κατανοητό είναι δεν είναι ομοιογενής ουσία, αλλά μείγμα αερίων. Περίπου το 99% της σύνθεσης είναι ένα μείγμα οξυγόνου και αζώτου, και γενικά ο αέρας σχηματίζει την ατμόσφαιραο πλανήτης μας. Έτσι, το μείγμα αποτελείται από τα ακόλουθα αέρια:

• μεθάνιο;
• κρυπτόν;
• ήλιο;
• ξένο;
• υδρογόνο;
• νέο;
• διοξείδιο του άνθρακα;
• οξυγόνο;
• άζωτο;
• αργόν.

πρέπει να σημειωθεί ότι η σύνθεση δεν είναι σταθερήκαι μπορεί να διαφέρει σημαντικά από τοποθεσία σε τοποθεσία. Για παράδειγμα, οι μεγάλες πόλεις χαρακτηρίζονται από υψηλή περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα. Στα ορεινά θα παρατηρηθούν μειωμένο επίπεδο οξυγόνου, αφού αυτό το αέριο είναι βαρύτερο από το άζωτο και καθώς ανεβαίνει, η πυκνότητά του θα μειώνεται. Η επιστήμη λέει ότι η σύνθεση μπορεί να διαφέρει σε διαφορετικά μέρη του πλανήτη 1% έως 4% για καθένα από τα αέρια.

Εκτός από το ποσοστό των αερίων, ο αέρας χαρακτηρίζεται από τις ακόλουθες παραμέτρους:

• υγρασία;
• θερμοκρασία;
• πίεση.

Ο αέρας είναι συνεχώς σε κίνηση, σχηματίζοντας κάθετες ροές. Οριζόντιοι - άνεμοι που εξαρτώνται από ορισμένες φυσικές συνθήκες, επομένως, μπορούν να έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά ταχύτητας, ισχύος και κατεύθυνσης.

Ο αέρας στη λαογραφία

Θρύλοι κάθε λαού προικίζουν τον αέρα με κάποιες «ζωντανές» ιδιότητες. Κατά κανόνα, τα πνεύματα αυτού του στοιχείου ήταν άπιαστα και αόρατα πλάσματα. Σύμφωνα με το μύθο, αυτοί κατοικημένες βουνοκορφές ή σύννεφα, και διέφερε ως προς την προδιάθεση για το άτομο. Ήταν αυτοί που σκέφτηκαν δημιούργησε νιφάδες χιονιού και μάζεψε σύννεφαστα σύννεφα, πετώντας στον ουρανό στους ανέμους.

Οι Αιγύπτιοι θεωρούσαν τον αέρα σύμβολο της ζωήςκαι οι Ινδοί το πίστευαν εκπνοή του Μπράχμα - ζωή, και εισπνοή, αντίστοιχα - θάνατος. Όσο για τους Σλάβους, ο αέρας (άνεμος) κατείχε σχεδόν κεντρική θέση στους θρύλους αυτού του λαού. Μπορούσε να ακούσει και μερικές φορές ακόμη και να εκπληρώσει μικρά αιτήματα. Ωστόσο, δεν ήταν πάντα ευγενικός, μερικές φορές μιλώντας στο πλευρό των δυνάμεων του κακού. με τη μορφή ενός κακού και απρόβλεπτου περιπλανώμενου.

Η ατμόσφαιρα είναι το αέριο κέλυφος του πλανήτη μας που περιστρέφεται μαζί με τη Γη. Το αέριο στην ατμόσφαιρα ονομάζεται αέρας. Η ατμόσφαιρα βρίσκεται σε επαφή με την υδρόσφαιρα και καλύπτει εν μέρει τη λιθόσφαιρα. Αλλά είναι δύσκολο να προσδιοριστούν τα ανώτερα όρια. Συμβατικά, υποτίθεται ότι η ατμόσφαιρα εκτείνεται προς τα πάνω για περίπου τρεις χιλιάδες χιλιόμετρα. Εκεί ρέει ομαλά στον χωρίς αέρα χώρο.

Η χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης

Ο σχηματισμός της χημικής σύνθεσης της ατμόσφαιρας ξεκίνησε πριν από περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια. Αρχικά, η ατμόσφαιρα αποτελούνταν μόνο από ελαφρά αέρια - ήλιο και υδρογόνο. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι αρχικές προϋποθέσεις για τη δημιουργία ενός κελύφους αερίου γύρω από τη Γη ήταν οι ηφαιστειακές εκρήξεις, οι οποίες μαζί με τη λάβα εξέπεμπαν τεράστια ποσότητα αερίων. Στη συνέχεια ξεκίνησε η ανταλλαγή αερίων με τους υδάτινους χώρους, με τους ζωντανούς οργανισμούς, με τα προϊόντα της δραστηριότητάς τους. Η σύνθεση του αέρα σταδιακά άλλαξε και στη σημερινή του μορφή καθορίστηκε πριν από αρκετά εκατομμύρια χρόνια.

Τα κύρια συστατικά της ατμόσφαιρας είναι το άζωτο (περίπου 79%) και το οξυγόνο (20%). Το υπόλοιπο ποσοστό (1%) αντιστοιχεί στα ακόλουθα αέρια: αργό, νέο, ήλιο, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα, υδρογόνο, κρυπτόν, ξένο, όζον, αμμωνία, διοξείδιο του θείου και άζωτο, οξείδιο του αζώτου και μονοξείδιο του άνθρακα που περιλαμβάνονται σε αυτό τοις εκατό.

Επιπλέον, ο αέρας περιέχει υδρατμούς και σωματίδια (γύρη φυτών, σκόνη, κρύσταλλοι αλατιού, ακαθαρσίες αεροζόλ).

Πρόσφατα, οι επιστήμονες παρατήρησαν όχι μια ποιοτική, αλλά μια ποσοτική αλλαγή σε ορισμένα συστατικά του αέρα. Και ο λόγος για αυτό είναι ο άνθρωπος και η δραστηριότητά του. Μόνο τα τελευταία 100 χρόνια, η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα έχει αυξηθεί σημαντικά! Αυτό είναι γεμάτο με πολλά προβλήματα, το πιο παγκόσμιο από τα οποία είναι η κλιματική αλλαγή.

Διαμόρφωση καιρού και κλίματος

Η ατμόσφαιρα παίζει ζωτικό ρόλο στη διαμόρφωση του κλίματος και του καιρού στη Γη. Πολλά εξαρτώνται από την ποσότητα του ηλιακού φωτός, από τη φύση της υποκείμενης επιφάνειας και την ατμοσφαιρική κυκλοφορία.

Ας δούμε τους παράγοντες με τη σειρά.

1. Η ατμόσφαιρα μεταδίδει τη θερμότητα των ακτίνων του ήλιου και απορροφά την επιβλαβή ακτινοβολία. Οι αρχαίοι Έλληνες γνώριζαν ότι οι ακτίνες του Ήλιου πέφτουν σε διαφορετικά μέρη της Γης με διαφορετικές γωνίες. Η ίδια η λέξη "κλίμα" στη μετάφραση από τα αρχαία ελληνικά σημαίνει "κλίση". Έτσι, στον ισημερινό, οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν σχεδόν κάθετα, γιατί εδώ έχει πολύ ζέστη. Όσο πιο κοντά στους πόλους, τόσο μεγαλύτερη είναι η γωνία κλίσης. Και η θερμοκρασία πέφτει.

2. Λόγω της ανομοιόμορφης θέρμανσης της Γης, σχηματίζονται ρεύματα αέρα στην ατμόσφαιρα. Ταξινομούνται ανάλογα με το μέγεθός τους. Οι μικρότεροι (δεκάδες και εκατοντάδες μέτρα) είναι τοπικοί άνεμοι. Ακολουθούν μουσώνες και εμπορικοί άνεμοι, κυκλώνες και αντικυκλώνες, πλανητικές μετωπικές ζώνες.

Όλες αυτές οι αέριες μάζες κινούνται συνεχώς. Μερικά από αυτά είναι αρκετά στατικά. Για παράδειγμα, οι εμπορικοί άνεμοι που πνέουν από τις υποτροπικές περιοχές προς τον ισημερινό. Η κίνηση των άλλων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ατμοσφαιρική πίεση.

3. Η ατμοσφαιρική πίεση είναι ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει τη διαμόρφωση του κλίματος. Αυτή είναι η πίεση του αέρα στην επιφάνεια της γης. Όπως γνωρίζετε, οι μάζες αέρα μετακινούνται από μια περιοχή με υψηλή ατμοσφαιρική πίεση προς μια περιοχή όπου αυτή η πίεση είναι χαμηλότερη.

Υπάρχουν 7 ζώνες συνολικά. Ο ισημερινός είναι μια ζώνη χαμηλής πίεσης. Περαιτέρω, και στις δύο πλευρές του ισημερινού μέχρι το τριακοστό γεωγραφικό πλάτος - μια περιοχή υψηλής πίεσης. Από 30° έως 60° - και πάλι χαμηλή πίεση. Και από 60° έως τους πόλους - μια ζώνη υψηλής πίεσης. Μεταξύ αυτών των ζωνών κυκλοφορούν αέριες μάζες. Αυτά που πάνε από τη θάλασσα στη στεριά φέρνουν βροχή και κακοκαιρία, και αυτά που φυσούν από τις ηπείρους φέρνουν καθαρό και ξηρό καιρό. Σε μέρη όπου συγκρούονται ρεύματα αέρα, σχηματίζονται ατμοσφαιρικές μέτωπες ζώνες, οι οποίες χαρακτηρίζονται από βροχοπτώσεις και κακοκαιρία, θυελλώδεις.

Οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι ακόμη και η ευημερία ενός ατόμου εξαρτάται από την ατμοσφαιρική πίεση. Σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα, η κανονική ατμοσφαιρική πίεση είναι 760 mm Hg. στήλη στους 0°C. Αυτός ο αριθμός υπολογίζεται για εκείνες τις εκτάσεις γης που βρίσκονται σχεδόν στο επίπεδο της θάλασσας. Η πίεση μειώνεται με το υψόμετρο. Επομένως, για παράδειγμα, για την Αγία Πετρούπολη 760 mm Hg. - είναι ο κανόνας. Αλλά για τη Μόσχα, η οποία βρίσκεται ψηλότερα, η κανονική πίεση είναι 748 mm Hg.

Η πίεση αλλάζει όχι μόνο κατακόρυφα, αλλά και οριζόντια. Αυτό γίνεται ιδιαίτερα αισθητό κατά το πέρασμα των κυκλώνων.

Η δομή της ατμόσφαιρας

Η ατμόσφαιρα είναι σαν ένα στρώμα κέικ. Και κάθε στρώμα έχει τα δικά του χαρακτηριστικά.

. Τροποσφαίραείναι το στρώμα που βρίσκεται πιο κοντά στη Γη. Το «πάχος» αυτού του στρώματος αλλάζει καθώς απομακρύνεστε από τον ισημερινό. Πάνω από τον ισημερινό, το στρώμα εκτείνεται προς τα πάνω για 16-18 km, σε εύκρατες ζώνες - για 10-12 km, στους πόλους - για 8-10 km.

Εδώ περιέχεται το 80% της συνολικής μάζας του αέρα και το 90% των υδρατμών. Εδώ σχηματίζονται σύννεφα, δημιουργούνται κυκλώνες και αντικυκλώνες. Η θερμοκρασία του αέρα εξαρτάται από το υψόμετρο της περιοχής. Κατά μέσο όρο, πέφτει κατά 0,65°C για κάθε 100 μέτρα.

. τροπόπαυση- μεταβατικό στρώμα της ατμόσφαιρας. Το ύψος του είναι από αρκετές εκατοντάδες μέτρα έως 1-2 χιλιόμετρα. Η θερμοκρασία του αέρα το καλοκαίρι είναι υψηλότερη από το χειμώνα. Έτσι, για παράδειγμα, πάνω από τους πόλους το χειμώνα -65 ° C. Και πάνω από τον ισημερινό οποιαδήποτε εποχή του χρόνου είναι -70 ° C.

. Στρατόσφαιρα- αυτό είναι ένα στρώμα, το άνω όριο του οποίου εκτείνεται σε υψόμετρο 50-55 χιλιομέτρων. Οι αναταράξεις είναι χαμηλές εδώ, η περιεκτικότητα σε υδρατμούς στον αέρα είναι αμελητέα. Αλλά πολύ όζον. Η μέγιστη συγκέντρωσή του βρίσκεται σε υψόμετρο 20-25 km. Στη στρατόσφαιρα, η θερμοκρασία του αέρα αρχίζει να αυξάνεται και φτάνει τους +0,8 ° C. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το στρώμα του όζοντος αλληλεπιδρά με την υπεριώδη ακτινοβολία.

. Στρατόπαυση- ένα χαμηλό ενδιάμεσο στρώμα μεταξύ της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας που την ακολουθεί.

. Μεσόσφαιρα- το ανώτερο όριο αυτού του στρώματος είναι 80-85 χιλιόμετρα. Εδώ λαμβάνουν χώρα περίπλοκες φωτοχημικές διεργασίες που περιλαμβάνουν ελεύθερες ρίζες. Είναι αυτοί που παρέχουν αυτή την απαλή μπλε λάμψη του πλανήτη μας, που φαίνεται από το διάστημα.

Οι περισσότεροι κομήτες και μετεωρίτες καίγονται στη μεσόσφαιρα.

. μεσόπαυση- το επόμενο ενδιάμεσο στρώμα, η θερμοκρασία του αέρα στο οποίο είναι τουλάχιστον -90 °.

. Θερμόσφαιρα- το κάτω όριο αρχίζει σε υψόμετρο 80 - 90 km και το ανώτερο όριο του στρώματος περνά περίπου στο σημάδι των 800 km. Η θερμοκρασία του αέρα ανεβαίνει. Μπορεί να ποικίλλει από +500° C έως +1000° C. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας ανέρχονται σε εκατοντάδες βαθμούς! Αλλά ο αέρας εδώ είναι τόσο σπάνιος που η κατανόηση του όρου «θερμοκρασία» όπως φανταζόμαστε δεν είναι κατάλληλη εδώ.

. Ιονόσφαιρα- ενώνει τη μεσόσφαιρα, τη μεσόπαυση και τη θερμόσφαιρα. Ο αέρας εδώ αποτελείται κυρίως από μόρια οξυγόνου και αζώτου, καθώς και από σχεδόν ουδέτερο πλάσμα. Οι ακτίνες του ήλιου, που πέφτουν στην ιονόσφαιρα, ιονίζουν έντονα τα μόρια του αέρα. Στο κατώτερο στρώμα (έως 90 km), ο βαθμός ιοντισμού είναι χαμηλός. Όσο υψηλότερος, τόσο περισσότερος ιονισμός. Άρα, σε υψόμετρο 100-110 km συγκεντρώνονται ηλεκτρόνια. Αυτό συμβάλλει στην ανάκλαση βραχέων και μεσαίων ραδιοκυμάτων.

Το σημαντικότερο στρώμα της ιονόσφαιρας είναι το ανώτερο, το οποίο βρίσκεται σε υψόμετρο 150-400 km. Η ιδιαιτερότητά του είναι ότι αντανακλά ραδιοκύματα και αυτό συμβάλλει στη μετάδοση ραδιοφωνικών σημάτων σε μεγάλες αποστάσεις.

Είναι στην ιονόσφαιρα που εμφανίζεται ένα τέτοιο φαινόμενο όπως το σέλας.

. Εξώσφαιρα- αποτελείται από άτομα οξυγόνου, ηλίου και υδρογόνου. Το αέριο σε αυτό το στρώμα είναι πολύ σπάνιο και συχνά άτομα υδρογόνου διαφεύγουν στο διάστημα. Επομένως, αυτό το στρώμα ονομάζεται "ζώνη σκέδασης".

Ο πρώτος επιστήμονας που πρότεινε ότι η ατμόσφαιρά μας έχει βάρος ήταν ο Ιταλός Ε. Τοριτσέλι. Ο Ostap Bender, για παράδειγμα, στο μυθιστόρημα «The Golden Calf» θρηνούσε που κάθε άτομο πιεζόταν από μια στήλη αέρα βάρους 14 κιλών! Όμως ο μεγάλος στρατηγός έκανε λίγο λάθος. Ένας ενήλικας αντιμετωπίζει πίεση 13-15 τόνων! Αλλά δεν νιώθουμε αυτό το βάρος, γιατί η ατμοσφαιρική πίεση εξισορροπείται από την εσωτερική πίεση ενός ατόμου. Το βάρος της ατμόσφαιράς μας είναι 5.300.000.000.000.000 τόνοι. Ο αριθμός είναι κολοσσιαία, αν και είναι μόνο το ένα εκατομμυριοστό του βάρους του πλανήτη μας.