Mis on õhu koostis. Atmosfääriõhu gaasiline koostis

Seda atmosfääri osa, mis külgneb Maaga ja mida inimene vastavalt hingab, nimetatakse troposfääriks. Troposfääri kõrgus on üheksa kuni üksteist kilomeetrit ja see on mitmesuguste gaaside mehaaniline segu.

Õhu koostis ei ole püsiv. Sõltuvalt geograafilisest asukohast, maastikust, ilmastikutingimustest võib õhk olla erineva koostise ja erinevate omadustega. Õhk võib olla gaasiline või tühjendatud, värske või raske – see kõik tähendab, et see sisaldab teatud lisandeid.

Lämmastik - 78,9 protsenti;

hapnik - 20,95 protsenti;

Süsinikdioksiid - 0,3 protsenti.

Lisaks leidub atmosfääris ka teisi gaase (heelium, argoon, neoon, ksenoon, krüptoon, vesinik, radoon, osoon), samuti jääb nende summa veidi alla ühe protsendi.

Samuti tasub välja tuua mõnede loodusliku päritoluga püsivate lisandite esinemine õhus, eelkõige mõned gaasilised produktid, mis tekivad nii bioloogiliste kui ka keemiliste protsesside tulemusena. Eraldi äramärkimist väärib nende hulgas ammoniaak (asustatud piirkondadest eemal oleva õhu koostis sisaldab umbes kolm kuni viis tuhandikku milligrammi kuupmeetri kohta), metaan (selle tase on keskmiselt kaks kümnetuhandik milligrammi kuupmeetri kohta), lämmastikoksiidid ( atmosfääris ulatub nende kontsentratsioon ligikaudu viisteist tuhandikku milligrammi kuupmeetri kohta), vesiniksulfiid ja muud gaasilised tooted.

Õhu keemilises koostises on lisaks aurulistele ja gaasilistele lisanditele tavaliselt ka kosmilise päritoluga tolm, mida aasta jooksul langeb Maa pinnale seitsesada tuhandikku tonni ruutkilomeetri kohta, samuti tolmuosakesi, mis langevad Maa pinnale ühe ruutkilomeetri kohta. pärit vulkaanipursetest.

Õhu ja troposfääri koostist saastavad aga kõige enam (ja mitte paremuse poole) metsatulekahjude nn maa (taimne, mulla) tolm ja suits. Eriti palju on sellist tolmu Kesk-Aasia ja Aafrika kõrbetest pärit mandri õhumassides. Seetõttu võime kindlalt väita, et ideaalis puhast õhukeskkonda lihtsalt ei eksisteeri ja see on kontseptsioon, mis eksisteerib vaid teoreetiliselt.

Õhu koostis kipub pidevalt muutuma ja selle loomulikud muutused mängivad enamasti üsna väikest rolli, eriti võrreldes selle kunstlike häiringute võimalike tagajärgedega. Selliseid rikkumisi seostatakse peamiselt inimkonna tootmistegevusega, seadmete kasutamisega tarbijateenuste osutamiseks, aga ka sõidukitega. Need rikkumised võivad muu hulgas põhjustada õhu denaturatsiooni, st selle koostise ja omaduste märgatavaid erinevusi atmosfääri vastavatest näitajatest.

Need ja paljud muud inimtegevuse liigid on viinud selleni, et õhu põhikoostises hakkas toimuma aeglane ja tähtsusetu, kuid siiski täiesti pöördumatu muutus. Näiteks on teadlased välja arvutanud, et viimase viiekümne aasta jooksul on inimkond kasutanud ligikaudu sama palju hapnikku kui eelmise miljoni aasta jooksul ja protsentides - kaks kümnendikku protsendist kogu atmosfääri varudest. Samal ajal suureneb vastavalt ka eraldumine õhku.See heide on viimastel andmetel viimase saja aasta jooksul jõudnud ligi neljasaja miljardi tonnini.

Seega muutub õhu koostis hullemaks ja raske on ette kujutada, milliseks see mõne aastakümne pärast muutub.

Atmosfääri alumised kihid koosnevad gaaside segust, mida nimetatakse õhuks. , milles hõljuvad vedelad ja tahked osakesed. Viimase kogumass on kogu atmosfääri massiga võrreldes tühine.

Atmosfääriõhk on gaaside segu, millest peamised on lämmastik N2, hapnik O2, argoon Ar, süsinikdioksiid CO2 ja veeaur. Õhku ilma veeauruta nimetatakse kuivaks õhuks. Maapinna lähedal on kuiv õhk 99% lämmastik (78% mahust või 76% massist) ja hapnik (21% mahust või 23% massist). Ülejäänud 1% langeb peaaegu täielikult argoonile. Süsinikdioksiidi CO2 jaoks jääb alles vaid 0,08%. Paljud teised gaasid on osa õhust tuhandikes, miljondikes ja isegi väiksemates protsendiosades. Need on krüptoon, ksenoon, neoon, heelium, vesinik, osoon, jood, radoon, metaan, ammoniaak, vesinikperoksiid, dilämmastikoksiid jne. Maapinna lähedal oleva kuiva atmosfääriõhu koostis on toodud tabelis. üks.

Tabel 1

Kuiva atmosfääriõhu koostis Maa pinna lähedal

	Mahukontsentratsioon, %	Molekulmass	Tihedus tiheduse suhtes kuiv õhk
Hapnik (O2)
Süsinikdioksiid (CO2)
Krüpton (kr)
Vesinik (H2)
Xenon (Xe)
kuiv õhk

Kuiva õhu protsentuaalne koostis maapinna lähedal on väga konstantne ja praktiliselt kõikjal ühesugune. Oluliselt võib muutuda ainult süsihappegaasi sisaldus. Hingamis- ja põlemisprotsesside tulemusena võib selle mahuline sisaldus suletud, halvasti ventileeritud ruumide, aga ka tööstuskeskuste õhus tõusta mitu korda - kuni 0,1-0,2%. Lämmastiku ja hapniku protsent muutub üsna ebaoluliselt.

Reaalse atmosfääri koostis sisaldab kolme olulist muutuvat komponenti – veeauru, osooni ja süsihappegaasi. Veeauru sisaldus õhus varieerub erinevalt teistest õhukomponentidest oluliselt: maapinnal varieerub see protsendi sajandikutest kuni mitme protsendini (0,2%-st polaarlaiuskraadidel 2,5%-ni ekvaatoril ja mõnel pool). juhtudel kõigub peaaegu nullist 4%ni. Seda seletatakse asjaoluga, et atmosfääris eksisteerivates tingimustes võib veeaur minna vedelasse ja tahkesse olekusse ning, vastupidi, maapinnalt aurustumise tõttu uuesti atmosfääri sattuda.

Veeaur satub atmosfääri pidevalt veepinnalt aurudes, niiskest pinnasest ja taimede transpiratsiooni teel, erinevates kohtades ja eri aegadel aga erinevates kogustes. See levib maapinnalt ülespoole ja õhuvoolud kannavad seda ühest Maa kohast teise.

Atmosfääris võib esineda küllastumist. Selles olekus sisaldub õhus veeauru kogus, mis on antud temperatuuril maksimaalne võimalik. Veeauru nimetatakse küllastav(või küllastunud), ja seda sisaldav õhk küllastunud.

Küllastusaste saavutatakse tavaliselt siis, kui õhutemperatuur langeb. Selle oleku saavutamisel muutub temperatuuri edasise langusega osa veeaurust üleliigseks ja kondenseerub muutub vedelaks või tahkeks. Õhku ilmuvad veepiisad ning pilvede ja udude jääkristallid. Pilved võivad uuesti aurustuda; muudel juhtudel võivad pilvede tilgad ja kristallid, muutudes suuremaks, langeda maapinnale sademete kujul. Kõige selle tulemusena muutub veeauru sisaldus igas atmosfääriosas pidevalt.

Olulisemad ilmastikuprotsessid ja kliima iseärasused on seotud õhus leiduva veeauruga ning selle üleminekuga gaasilisest olekust vedelasse ja tahkesse olekusse. Veeauru olemasolu atmosfääris mõjutab oluliselt atmosfääri ja maapinna soojustingimusi. Veeaur neelab tugevalt maapinna kiirgavat pikalainelist infrapunakiirgust. Ta ise omakorda kiirgab infrapunakiirgust, millest suurem osa läheb maapinnale. See vähendab maapinna ja seeläbi ka õhu alumiste kihtide öist jahtumist.

Maa pinnalt vee aurustamisel kulub suur hulk soojust ja kui veeaur atmosfääris kondenseerub, kandub see soojus õhku. Kondensatsioonist tekkivad pilved peegeldavad ja neelavad päikesekiirgust teel maapinnale. Pilvedest tekkivad sademed on ilmastiku ja kliima oluline element. Lõpuks on veeauru olemasolu atmosfääris füsioloogiliste protsesside jaoks hädavajalik.

Veeaurul, nagu igal gaasil, on elastsus (rõhk). Veeauru rõhk e võrdeline selle tihedusega (mahuühiku sisaldus) ja absoluutse temperatuuriga. Seda väljendatakse samades ühikutes nagu õhurõhk, s.o. kas sisse elavhõbeda millimeetrit, kas sisse millibaari.

Veeauru rõhku küllastumisel nimetatakse küllastuse elastsus. See on maksimaalne võimalik veeauru rõhk antud temperatuuril. Näiteks temperatuuril 0° on küllastuselastsus 6,1 mb . Iga 10° temperatuuri korral küllastuselastsus ligikaudu kahekordistub.

Kui õhk sisaldab vähem veeauru, kui on vaja selle küllastamiseks antud temperatuuril, saab määrata, kui lähedal on õhk küllastumisele. Selleks arvutage suhteline niiskus. See on tegeliku elastsuse suhte nimi e veeauru õhus küllastuselastsuseni E samal temperatuuril, väljendatuna protsentides, s.o.

Näiteks temperatuuril 20 ° on küllastuselastsus 23,4 mb Kui tegelik aururõhk õhus on 11,7 mb, siis õhu suhteline niiskus on

Veeauru rõhk maapinna lähedal varieerub millibaarisajandikest (väga madalatel temperatuuridel talvel Antarktikas ja Jakuutias) kuni 35 mbi (ekvaatori lähedal). Mida soojem on õhk, seda rohkem veeauru see võib sisaldada ilma küllastuseta ja seega seda suurem on veeauru elastsus selles.

Suhteline õhuniiskus võib omandada kõik väärtused - nullist täiesti kuiva õhu korral ( e= 0) kuni 100% küllastusoleku jaoks (e = E).

Vähem kui 200 aastat tagasi sisaldas maa atmosfäär 40% hapnikku. Tänapäeval sisaldab õhk vaid 21% hapnikku.

Linnapargis 20,8%

Metsas 21,6%

Mere ääres 21,9%

Korteris ja kontoris vähem 20%

Teadlased on tõestanud, et hapnikusisalduse vähenemine 1% võrra vähendab jõudlust 30%.

Hapnikupuudus on autode, tööstusheidete ja saaste tagajärg. Linnas on hapnikku 1% vähem kui metsas.

Kuid hapnikupuuduse suurim süüdlane oleme me ise. Olles ehitanud soojad ja hermeetilised majad, elanud plastikakendega korterites, kaitsesime end värske õhu eest. Iga väljahingamisega vähendades hapniku kontsentratsiooni ja suurendades süsihappegaasi kogust. Sageli on hapnikusisaldus kontoris 18%, korteris 19%.

Õhu kvaliteet, mis on vajalik kõigi Maa elusorganismide eluprotsesside toetamiseks,

määratakse selle hapnikusisalduse järgi.

Õhukvaliteedi sõltuvus hapniku protsendist selles.

Õhu mugava hapnikusisalduse tase

Tsoon 3-4: piiratud seadusega ette nähtud minimaalse siseruumide hapnikustandardiga (20,5%) ja "võrdlus" värske õhuga (21%). Linnaõhu puhul peetakse normaalseks hapnikusisaldust 20,8%.

Soodne hapnikusisaldus õhus

Tsoon 1-2: selline hapnikusisalduse tase on tüüpiline ökoloogiliselt puhastele aladele, metsadele. Ookeani õhu hapnikusisaldus võib ulatuda 21,9% -ni

Ebapiisav hapnikusisaldus õhus

Zano 5-6: piiratud minimaalse lubatud hapnikusisaldusega, kui inimene võib olla ilma hingamisaparaadita (18%).

Inimese viibimisega sellise õhuga ruumides kaasneb kiire väsimus, uimasus, vaimse aktiivsuse langus, peavalud.

Pikaajaline viibimine sellise atmosfääriga ruumides on tervisele ohtlik.

Ohtlikult madal hapnikutase õhus

Tsoon 7 ja edasi: hapnikusisalduse juures16% pearinglus, kiire hingamine,13% - teadvusekaotus,12% - pöördumatud muutused organismi talitluses, 7% - surm.

Välised hapnikunälja tunnused (hüpoksia)

- nahavärvi halvenemine

- väsimus, vaimse, füüsilise ja seksuaalse aktiivsuse vähenemine

- depressioon, ärrituvus, unehäired

- peavalud

Pikaajaline viibimine ebapiisava hapnikusisaldusega ruumis võib põhjustada tõsisemaid terviseprobleeme, sest. hapnik vastutab kõigi keha ainevahetusprotsesside eest, siis selle puudumise tagajärjeks on:

Ainevahetushaigus

Vähenenud immuunsus

Korralikult korraldatud elu- ja tööruumide ventilatsioonisüsteem võib olla hea tervise võti.

Hapniku roll inimeste tervises. Hapnik:

Suurendab vaimset jõudlust;

Suurendab organismi vastupanuvõimet stressile ja suurenenud närvipingele;

Toetab hapniku taset veres;

Parandab siseorganite töö koordineerimist;

Suurendab immuunsust;

Soodustab kaalulangust. Regulaarne hapnikutarbimine koos kehalise aktiivsusega viib rasvade aktiivse lagunemiseni;

Uni normaliseerub: muutub sügavamaks ja pikemaks, väheneb uinumisperiood ja füüsiline aktiivsus

Leiud:

Hapnik mõjutab meie elu ja mida rohkem seda on, seda värvilisem ja mitmekesisem on meie elu.

Võid osta hapnikupaagi või visata kõik maha ja minna metsa elama. Kui see pole teile kättesaadav, õhutage oma korterit või kontorit iga tund. Segavad tuuletõmbus, tolm, müra, paigaldage ventilatsioon, mis varustab teid värske õhuga, puhastage see heitgaasidest.

Tehke oma kodus kõik värske õhu kätte ja näete oma elus muutusi.

LOENG nr 3. Atmosfääriõhk.

Teema: Atmosfääriõhk, selle keemiline koostis ja füsioloogiline

komponentide tähendus.

õhusaaste; nende mõju rahvatervisele.

Loengu kava:

Atmosfääriõhu keemiline koostis.

Selle koostisosade bioloogiline roll ja füsioloogiline tähtsus: lämmastik, hapnik, süsinikdioksiid, osoon, inertgaasid.

Õhusaaste mõiste ja selle allikad.

Atmosfäärisaaste mõju tervisele (otsene mõju).

Atmosfäärisaaste mõju elanike elutingimustele (kaudne mõju tervisele).

Atmosfääriõhu kaitsmise küsimused saaste eest.

Maa gaasilist ümbrist nimetatakse atmosfääriks. Maa atmosfääri kogumass on 5,13  10 15 tonni.

Õhk, mis moodustab atmosfääri, on erinevate gaaside segu. Kuiva õhu koostis merepinnal on järgmine:

Tabel nr 1

Kuiva õhu koostis temperatuuril 0 0 C ja

rõhk 760 mm Hg. Art.

Komponendid Komponendid	Protsentuaalne koostis mahu järgi	Kontsentratsioon mg/m 3
Hapnik
Süsinikdioksiid
Dilämmastikoksiid

Maa atmosfääri koostis püsib maismaal, mere kohal, linnades ja maapiirkondades muutumatuna. See ei muutu ka kõrgusega. Tuleb meeles pidada, et me räägime õhu koostisosade protsendist erinevatel kõrgustel. Gaaside massikontsentratsiooni kohta seda aga öelda ei saa. Kui tõuseme ülespoole, siis õhu tihedus väheneb ja ka ruumiühikus sisalduvate molekulide arv väheneb. Selle tulemusena väheneb gaasi massikontsentratsioon ja selle osarõhk.

Vaatleme õhu üksikute komponentide omadusi.

Atmosfääri põhikomponent on lämmastik. Lämmastik on inertgaas. See ei toeta hingamist ja põlemist. Lämmastiku atmosfääris on elu võimatu.

Lämmastik mängib olulist bioloogilist rolli. Õhulämmastikku neelavad teatud tüüpi bakterid ja vetikad, mis moodustavad sellest orgaanilisi ühendeid.

Atmosfääri elektri mõjul tekib vähesel määral lämmastikuioone, mis sademetega atmosfäärist välja uhutakse ning rikastavad mulda lämmastik- ja lämmastikhappe sooladega. Mullabakterite mõjul muutuvad lämmastikhappe soolad nitrititeks. Nitritid ja ammoniaagisoolad imenduvad taimedesse ja on valkude sünteesiks.

Seega viiakse läbi atmosfääri inertse lämmastiku muundamine orgaanilise maailma elusaineks.

Loodusliku päritoluga lämmastikväetiste puudumise tõttu on inimkond õppinud neid kunstlikult hankima. Loodud ja arenemas on lämmastikväetisetööstus, mis töötleb õhulämmastikku ammoniaagiks ja lämmastikväetisteks.

Lämmastiku bioloogiline tähtsus ei piirdu selle osalemisega lämmastikku sisaldavate ainete ringluses. See mängib olulist rolli õhuhapniku lahjendajana, kuna puhtas hapnikus on elu võimatu.

Lämmastikusisalduse suurenemine õhus põhjustab hapniku osarõhu languse tõttu hüpoksiat ja lämbumist.

Osarõhu tõusuga ilmneb lämmastik narkootiliste omadustega. Kuid avatud atmosfääris lämmastiku narkootiline toime ei avaldu, kuna selle kontsentratsiooni kõikumine on ebaoluline.

Atmosfääri kõige olulisem komponent on gaasiline hapnik (O 2 ) .

Meie päikesesüsteemis vabas olekus hapnikku leidub ainult Maal.

Maapealse hapniku evolutsiooni (arengu) kohta on esitatud palju oletusi. Kõige aktsepteeritavam seletus on see, et valdav enamus kaasaegses atmosfääris leiduvast hapnikust pärineb fotosünteesist biosfääris; ja vee fotosünteesi tulemusena tekkis vaid esialgne, väike kogus hapnikku.

Hapniku bioloogiline roll on äärmiselt kõrge. Elu on võimatu ilma hapnikuta. Maa atmosfäär sisaldab 1,18  10 15 tonni hapnikku.

Looduses toimuvad pidevalt hapnikutarbimise protsessid: inimeste ja loomade hingamine, põlemisprotsessid, oksüdatsioon. Samal ajal toimuvad pidevalt õhu hapnikusisalduse taastamise protsessid (fotosüntees). Taimed neelavad süsinikdioksiidi, lagundavad seda, neelavad süsinikku ja eraldavad atmosfääri hapnikku. Taimed eraldavad atmosfääri 0,5  10 5 miljonit tonni hapnikku. Sellest piisab loomuliku hapnikukaotuse katmiseks. Seetõttu on selle sisaldus õhus konstantne ja ulatub 20,95% -ni.

Õhumasside pidev vool segab troposfääri, mistõttu linnades ja maapiirkondades hapnikusisalduses vahet pole. Hapniku kontsentratsioon kõigub mõne kümnendiku protsendi piires. Vahet pole. Sügavates süvendites, kaevudes, koobastes võib hapnikusisaldus aga langeda, mistõttu on neisse laskumine ohtlik.

Inimeste ja loomade hapniku osarõhu langusega täheldatakse hapnikunälga nähtusi. Olulised muutused hapniku osarõhus toimuvad merepinnast tõusmisel. Hapnikupuuduse nähtusi võib täheldada mäkke ronides (mägironimine, turism), lennureisidel. 3000 m kõrgusele ronimine võib põhjustada kõrgustõbe või kõrgusetõbe.

Pikaajalisel mägismaal viibimisel tekib inimestel hapnikupuudusest sõltuvus ja toimub aklimatiseerumine.

Hapniku kõrge osarõhk on inimesele ebasoodne. Osarõhul üle 600 mm väheneb kopsude elutähtsus. Puhta hapniku sissehingamine (osarõhk 760 mm) põhjustab kopsuturset, kopsupõletikku, krampe.

Looduslikes tingimustes ei ole õhus suurenenud hapnikusisaldust.

Osoon on atmosfääri lahutamatu osa. Selle mass on 3,5 miljardit tonni. Osoonisisaldus atmosfääris on aastaaegade lõikes erinev: kevadel on see kõrge, sügisel madal. Osoonisisaldus oleneb piirkonna laiuskraadist: mida lähemal ekvaatorile, seda madalam see on. Osooni kontsentratsioon varieerub ööpäevas: see saavutab maksimumi keskpäevaks.

Osooni kontsentratsioon jaotub kõrgusel ebaühtlaselt. Selle suurimat sisaldust täheldatakse 20-30 km kõrgusel.

Stratosfääris tekib pidevalt osooni. Päikese ultraviolettkiirguse mõjul hapnikumolekulid dissotsieeruvad (lagunevad) koos aatomihapniku moodustumisega. Hapnikuaatomid rekombineeruvad (ühendavad) hapniku molekulidega ja moodustavad osooni (O 3). Kõrgusel üle ja alla 20-30 km osooni fotosünteesi (tekke) protsessid aeglustuvad.

Osoonikihi olemasolu atmosfääris on elu eksisteerimiseks Maal väga oluline.

Osoon lükkab edasi päikesekiirguse spektri lühilainelist osa, ei edasta laineid, mis on lühemad kui 290 nm (nanomeetrid). Osooni puudumisel oleks elu Maal võimatu lühiajalise ultraviolettkiirguse hävitava mõju tõttu kõigile elusolenditele.

Osoon neelab ka infrapunakiirgust lainepikkusega 9,5 mikronit (mikronit). Tänu sellele püüab osoon kinni umbes 20 protsenti maakera soojuskiirgusest, vähendades selle soojuskadu. Osooni puudumisel oleks Maa absoluutne temperatuur 7 0 võrra madalam.

Atmosfääri alumises kihis - troposfääris - tuuakse õhumasside segunemise tulemusena stratosfäärist osooni. Nõrgal segunemisel osooni kontsentratsioon maapinnal väheneb. Äikese ajal täheldatakse õhus osoonisisalduse suurenemist atmosfääri elektrilahenduste ja atmosfääri turbulentsi (segunemise) suurenemise tagajärjel.

Samal ajal on osooni kontsentratsiooni märkimisväärne tõus õhus sõidukite heitgaaside ja tööstusheidetega atmosfääri sattuvate orgaaniliste ainete fotokeemilise oksüdatsiooni tagajärg. Osoon on üks mürgiseid aineid. Osoonil on kontsentratsioonis 0,2-1 mg/m 3 ärritav toime silmade, nina, kurgu limaskestadele.

süsinikdioksiid (CO 2 ) seda leidub atmosfääris kontsentratsioonis 0,03%. Selle kogumaht on 2330 miljardit tonni. Suur hulk süsihappegaasi leidub lahustunud kujul merede ja ookeanide vees. Seotud kujul on see osa dolomiitidest ja lubjakividest.

Atmosfäär täieneb pidevalt süsihappegaasiga elusorganismide elutähtsate protsesside, põlemis-, lagunemis- ja käärimisprotsesside tulemusena. Inimene eraldab ööpäevas 580 liitrit süsihappegaasi. Lubjakivi lagunemisel eraldub suur hulk süsihappegaasi.

Vaatamata arvukate moodustumise allikate olemasolule ei ole õhus süsinikdioksiidi märkimisväärset kogunemist. Süsinikdioksiidi omastavad (assimileerivad) taimed fotosünteesi käigus pidevalt.

Lisaks taimedele on atmosfääri süsihappegaasi reguleerijateks mered ja ookeanid. Kui süsihappegaasi osarõhk õhus tõuseb, lahustub see vees ja kui see väheneb, siis vabaneb see atmosfääri.

Pinnapealses atmosfääris täheldatakse süsinikdioksiidi kontsentratsiooni väikeseid kõikumisi: see on ookeani kohal madalam kui maismaa kohal; metsas kõrgem kui põllul; linnades kõrgem kui väljaspool linna.

Süsinikdioksiid mängib loomade ja inimeste elus olulist rolli. See stimuleerib hingamiskeskust.

Õhus on mingi kogus inertgaasid: argoon, neoon, heelium, krüptoon ja ksenoon. Need gaasid kuuluvad perioodilisuse tabeli nullrühma, ei reageeri teiste elementidega ja on keemilises mõttes inertsed.

Inertgaasid on narkootilised. Nende narkootilised omadused avalduvad kõrgel õhurõhul. Avatud atmosfääris ei saa inertgaaside narkootilised omadused avalduda.

Lisaks atmosfääri koostisosadele sisaldab see mitmesuguseid looduslikku päritolu lisandeid ja inimtegevuse tagajärjel tekkinud saastet.

Lisandeid, mida õhus leidub peale selle loomuliku keemilise koostise nimetatakse õhusaaste.

Atmosfäärisaaste jaguneb looduslikuks ja tehislikuks.

Loodusliku saaste hulka kuuluvad lisandid, mis satuvad õhku looduslike protsesside tulemusena (taime-, mullatolm, vulkaanipursked, kosmiline tolm).

Kunstlik atmosfäärisaaste tekib inimese tootmistegevuse tulemusena.

Kunstlikud õhusaasteallikad jagunevad 4 rühma:

transport;

tööstus;

soojusenergeetika;

prügi põletamine.

Vaatame nende lühikirjeldust.

Praegust olukorda iseloomustab asjaolu, et maanteetranspordi heitkoguste maht ületab tööstusettevõtete heitkoguste mahtu.

Üks auto paiskab õhku üle 200 keemilise ühendi. Iga auto tarbib aastas keskmiselt 2 tonni kütust ja 30 tonni õhku ning eraldub 700 kg süsinikmonooksiidi (CO), 230 kg põlemata süsivesinikke, 40 kg lämmastikoksiide (NO 2) ja 2-5 kg ​​​tahkete ainete sattumist atmosfääri.

Kaasaegne linn on küllastunud muudest transpordiliikidest: raudtee, vesi ja õhk. Kõigist transpordiliikidest keskkonda sattuvate heitkoguste koguhulk kipub pidevalt kasvama.

Tööstusettevõtted on keskkonnakahjude poolest teisel kohal transpordi järel.

Kõige intensiivsemalt saastavad atmosfääriõhku musta ja värvilise metalli metallurgia ettevõtted, naftakeemia- ja koksikeemiatööstused, samuti ehitusmaterjalide tootmise ettevõtted. Need paiskavad atmosfääri kümneid tonne tahma, tolmu, metalle ja nende ühendeid (vask, tsink, plii, nikkel, tina jne).

Atmosfääri sattudes saastavad metallid pinnast, kogunevad sellesse, tungivad reservuaaride vette.

Piirkondades, kus asuvad tööstusettevõtted, ohustab elanikkonda õhusaaste kahjulik mõju.

Lisaks tahketele osakestele paiskab tööstus õhku erinevaid gaase: väävelanhüdriidi, süsinikmonooksiidi, lämmastikoksiide, vesiniksulfiidi, süsivesinikke, radioaktiivseid gaase.

Saasteained võivad keskkonda püsida pikka aega ja avaldada kahjulikku mõju inimorganismile.

Näiteks süsivesinikud püsivad keskkonda kuni 16 aastat, osalevad aktiivselt atmosfääriõhu fotokeemilistes protsessides koos mürgiste udude moodustumisega.

Tahke- ja vedelkütuste põletamisel soojuselektrijaamades täheldatakse tohutut õhusaastet. Need on peamised väävli- ja lämmastikoksiidide, süsinikmonooksiidi, tahma ja tolmu õhusaasteallikad. Neid allikaid iseloomustab tohutu õhusaaste.

Praegu on teada palju fakte õhusaaste kahjulikust mõjust inimeste tervisele.

Õhusaaste avaldab inimorganismile nii ägedat kui ka kroonilist mõju.

Atmosfäärisaaste akuutne mõju rahvatervisele on näiteks mürgised udud. Mürgiste ainete kontsentratsioon õhus suurenes ebasoodsate ilmastikutingimuste korral.

Esimene mürgine udu registreeriti Belgias 1930. aastal. Mitusada inimest sai vigastada, 60 inimest sai surma. Seejärel kordusid sarnased juhtumid: 1948. aastal Ameerika linnas Donoras. Mõjutatud oli 6000 inimest. 1952. aastal suri suure Londoni udu tõttu 4000 inimest. 1962. aastal suri samal põhjusel 750 londonlast. 1970. aastal kannatas Jaapani pealinna (Tokyo) kohal sudu käes 10 tuhat inimest, 1971. aastal - 28 tuhat inimest.

Lisaks ülalloetletud katastroofidele juhib kodu- ja välisautorite uurimismaterjalide analüüs tähelepanu elanikkonna üldise haigestumuse kasvule õhusaaste tõttu.

Selles plaanis tehtud uuringud võimaldavad järeldada, et õhusaaste mõju tõttu tööstuskeskustes suureneb:

üldine suremus südame-veresoonkonna ja hingamisteede haigustesse;

ülemiste hingamisteede äge mittespetsiifiline haigestumus;

krooniline bronhiit;

bronhiaalastma;

emfüseem;

kopsuvähk;

oodatava eluea ja loomingulise aktiivsuse vähenemine.

Lisaks on praegu matemaatiline analüüs näidanud statistiliselt olulist seost elanikkonna haigestumuse taseme ja vere-, seedeorganite, nahahaiguste ja õhusaaste taseme vahel.

Hingamisorganid, seedesüsteem ja nahk on mürgiste ainete "sissepääsuväravad" ning nende otsese ja kaudse toime sihtmärgid.

Atmosfäärisaaste mõju elutingimustele käsitletakse kui õhusaaste kaudset (kaudset) mõju elanikkonna tervisele.

See sisaldab:

üldvalgustuse vähenemine;

päikese ultraviolettkiirguse vähendamine;

muutuvad kliimatingimused;

elutingimuste halvenemine;

negatiivne mõju haljasaladele;

negatiivset mõju loomadele.

Atmosfääri saastavad ained põhjustavad suurt kahju hoonetele, rajatistele, ehitusmaterjalidele.

Õhusaasteainetest põhjustatud kogu majanduslik kahju USA-le, sealhulgas nende mõju inimeste tervisele, ehitusmaterjalidele, metallidele, kangastele, nahale, paberile, värvidele, kummile ja muudele materjalidele, on 15-20 miljardit dollarit aastas.

Kõik eelnev viitab sellele, et atmosfääriõhu kaitsmine saaste eest on äärmiselt oluline probleem ja spetsialistide tähelepanu all kõigis maailma riikides.

Kõik atmosfääriõhu kaitsmise meetmed tuleks võtta terviklikult mitmes valdkonnas:

Seadusandlikud meetmed. Need on riigi valitsuse vastu võetud seadused, mille eesmärk on kaitsta õhukeskkonda;

Tööstus- ja elamupiirkondade ratsionaalne paigutus;

Tehnoloogilised meetmed, mille eesmärk on vähendada heitkoguseid atmosfääri;

Sanitaarmeetmed;

Atmosfääriõhu hügieenistandardite väljatöötamine;

Atmosfääriõhu puhtuse kontroll;

Kontroll tööstusettevõtete töö üle;

Asustatud alade heakorrastamine, haljastus, kastmine, kaitsevahede loomine tööstusettevõtete ja elamukomplekside vahele.

Lisaks riigisisese plaani loetletud meetmetele on praegu väljatöötamisel ja laialdaselt kasutusele võetud riikidevahelised programmid atmosfääriõhu kaitseks.

Õhubasseini kaitsmise probleemi lahendavad mitmed rahvusvahelised organisatsioonid – WHO, ÜRO, UNESCO jt.

Maa atmosfääri moodustav õhk on gaaside segu. Kuiv atmosfääriõhk sisaldab: hapnik 20,95%, lämmastik 78,09%, süsihappegaas 0,03%. Lisaks sisaldab atmosfääriõhk argooni, heeliumi, neooni, krüptooni, vesinikku, ksenooni ja muid gaase. Atmosfääriõhus on väikestes kogustes osooni, lämmastikoksiid, joodi, metaani ja veeauru.

Lisaks atmosfääri pidevatele komponentidele sisaldab see mitmesugust inimtootmistegevusega atmosfääri sattunud saastet.

1. Atmosfääriõhu oluline komponent on hapnikku , mille kogus maakera atmosfääris on 1,18 × 10 15 tonni Konstantne hapnikusisaldus säilib tänu pidevatele selle vahetusprotsessidele looduses. Ühelt poolt kulub hapnik inimeste ja loomade hingamisel, kulub põlemis- ja oksüdatsiooniprotsesside säilitamiseks, teisalt satub see atmosfääri taimede fotosünteesi protsesside tõttu. Ookeanide maismaataimed ja fütoplankton taastavad täielikult loomuliku hapnikukao. Hapniku osarõhu langusega võivad tekkida hapnikunälga nähtused, mida täheldatakse kõrgusele tõusmisel. Kriitiline tase on hapniku osarõhk alla 110 mm Hg. Art. Hapniku osarõhu vähendamine 50-60 mm Hg-ni. Art. tavaliselt eluga kokkusobimatu. Lühilainelise UV-kiirguse mõjul, mille lainepikkus on alla 200 nm, dissotsieeruvad hapnikumolekulid, moodustades aatomihapniku. Äsja moodustunud hapnikuaatomid lisatakse hapniku neutraalsele valemile, moodustades osoon . Samaaegselt osooni moodustumisega toimub selle lagunemine. Osooni üldine bioloogiline tähtsus on suur: see neelab lühilainelist UV-kiirgust, millel on kahjulik mõju bioloogilistele objektidele. Samas neelab osoon Maalt tuleva infrapunakiirguse ja takistab seeläbi selle pinna liigset jahtumist. Osooni kontsentratsioonid jaotuvad kõrgusel ebaühtlaselt. Selle suurim kogus on 20-30 km kaugusel Maa pinnast.

2. Lämmastik Kvantitatiivse sisalduse poolest on see atmosfääriõhu olulisim komponent, kuulub inertgaaside hulka. Elu on lämmastiku atmosfääris võimatu. Õhulämmastikku omastavad teatud tüüpi mullabakterid (lämmastikku siduvad bakterid), samuti sinivetikad; elektrilahenduste mõjul muutub see lämmastikoksiidideks, mis atmosfääri sademetega välja langedes rikastavad mulda lämmastik- ja lämmastikhapete sooladega. Mullabakterite mõjul muutuvad lämmastikhappe soolad lämmastikhappe sooladeks, mis omakorda imenduvad taimedesse ja on valgu sünteesiks. Koos lämmastiku assimilatsiooniga looduses vabaneb see atmosfääri. Vaba lämmastik tekib puidu, kivisöe, õli põlemisel; väike kogus seda tekib orgaaniliste ühendite lagunemisel. Seega toimub looduses pidev tsirkulatsioon, mille tulemusena atmosfääri lämmastik muundub orgaanilisteks ühenditeks, taastub ja satub atmosfääri, seejärel seotakse uuesti bioloogiliste objektidega.

Lämmastik on vajalik hapniku lahjendina, kuna puhta hapniku sissehingamine põhjustab kehas pöördumatuid muutusi.

Suurenenud lämmastikusisaldus sissehingatavas õhus soodustab aga hapniku osarõhu languse tõttu hüpoksia tekkimist. Kui lämmastikusisaldus õhus suureneb 93% -ni, tekib surm.

Lisaks lämmastikule kuuluvad õhu inertsete gaaside hulka argoon, neoon, heelium, krüptoon ja ksenoon. Keemiliselt on need gaasid inertsed, nad lahustuvad kehavedelikes olenevalt osarõhust, nende gaaside absoluuthulk veres ja organismi kudedes on tühine.

3. Atmosfääriõhu oluline komponent on süsinikdioksiid (süsinikdioksiid, süsihape). Looduses on süsinikdioksiidi vabas ja seotud olekus 146 miljardit tonni, millest ainult 1,8% selle koguhulgast sisaldub atmosfääriõhus. Suurem osa sellest (kuni 70%) on lahustunud olekus merede ja ookeanide vees. Mõned mineraalsed ühendid, lubjakivid ja dolomiidid sisaldavad ligikaudu 22% dioksiidi ja süsiniku üldkogusest. Ülejäänud summa langeb looma- ja taimemaailmale, kivisöele, naftale ja huumusele.

Looduslikes tingimustes toimuvad pidevad süsinikdioksiidi vabanemise ja neeldumise protsessid. See satub atmosfääri inimeste ja loomade hingamise, põlemis-, lagunemis- ja käärimisprotsesside, lubjakivide ja dolomiitide tööstusliku röstimise käigus jne. Samal ajal toimuvad looduses süsihappegaasi assimilatsiooniprotsessid, mida taimed fotosünteesi käigus omastavad.

Süsinikdioksiid mängib olulist rolli loomade ja inimeste elus, olles hingamiskeskuse füsioloogiline põhjustaja.

Süsinikdioksiidi kõrge kontsentratsiooni sissehingamisel häiritakse organismis toimuvaid redoksprotsesse. Selle sisalduse suurenemisega sissehingatavas õhus kuni 4%, täheldatakse peavalu, tinnitust, südamepekslemist ja põnevust; sureb 8% juhtudest.

Hügieenilisest aspektist on süsihappegaasi sisaldus oluline näitaja, mille järgi otsustatakse elu- ja ühiskondlike hoonete õhu puhtuse astet. Selle suures koguses kogunemine siseõhku viitab sanitaarprobleemidele (ülerahvastatus, halb ventilatsioon).

Tavatingimustes, ruumide loomuliku ventilatsiooni ja välisõhu imbumise korral läbi ehitusmaterjalide pooride, ei ületa süsihappegaasi sisaldus eluruumide õhus 0,2%. Selle kontsentratsiooni suurenemisega ruumis võib täheldada inimese heaolu halvenemist, töövõime langust. Seda seletatakse asjaoluga, et samaaegselt elu- ja ühiskondlike hoonete õhus oleva süsihappegaasi koguse suurenemisega halvenevad õhu muud omadused: tõusevad selle temperatuur ja niiskus, tekivad inimese elutegevuse gaasilised produktid, nn. nimetatakse antropotoksiinideks (merkaptaan, indool, vesiniksulfiid, ammoniaak).

Õhu CO 2 sisalduse suurenemisega ning ilmastikutingimuste halvenemisega elamutes ja avalikes hoonetes muutub õhu ionisatsioonirežiim (raskete ioonide arvu suurenemine ja kergete ioonide arvu vähenemine), mis on seletatav kergete ioonide neeldumisega hingamisel ja kokkupuutel nahaga, samuti raskete ioonide sissevõtmisega väljahingatavas õhus.

Süsinikdioksiidi maksimaalseks lubatud kontsentratsiooniks meditsiiniasutuste õhus tuleks arvestada 0,07%, elamute ja ühiskondlike hoonete õhus - 0,1%. Viimast väärtust võetakse elamute ja ühiskondlike hoonete ventilatsiooni efektiivsuse määramisel arvutuslikuks.

4. Lisaks põhikomponentidele sisaldab atmosfääriõhk gaase, mis eralduvad Maa pinnal ja atmosfääris toimuvate looduslike protsesside tulemusena.

Vesinik sisaldub õhus koguses 0,00005%. See tekib atmosfääri kõrgetes kihtides veemolekulide fotokeemilise lagunemise tõttu hapnikuks ja vesinikuks. Vesinik ei toeta hingamist, vabas olekus ei imendu ega eraldu bioloogiliste objektide poolt. Lisaks vesinikule sisaldab atmosfääriõhk vähesel määral metaani; tavaliselt ei ületa metaani kontsentratsioon õhus 0,00022%. Orgaaniliste ühendite anaeroobsel lagunemisel vabaneb metaan. Lahutamatu osana on see osa maagaasist ja naftapuurkaevudest saadavast gaasist. Suures kontsentratsioonis metaani sisaldava õhu sissehingamisel on võimalik surm lämbumise tõttu.

Orgaaniliste ainete lagunemissaadusena väikestes kogustes ammoniaak. Selle kontsentratsioonid sõltuvad piirkonna saastatuse astmest reovee ja orgaaniliste heitmetega. Talvel on lagunemisprotsesside aeglustumise tõttu ammoniaagi kontsentratsioon veidi madalam kui suvel. Väävlit sisaldavate orgaaniliste ainete lagunemise anaeroobsete protsesside käigus tekib vesiniksulfiid, mis madalates kontsentratsioonides annab õhule ebameeldiva lõhna. Atmosfääriõhus leidub joodi ja vesinikperoksiidi väikestes kontsentratsioonides. Jood satub atmosfääriõhku väikseimate merevee ja merevetikate tilkade olemasolu tõttu. UV-kiirte koostoime tõttu õhumolekulidega vesinikperoksiidi; koos osooniga aitab see kaasa orgaaniliste ainete oksüdeerumisele atmosfääris.

Atmosfääri õhus on peatatud aine, mida esindab loodusliku ja kunstliku päritoluga tolm. Loodusliku tolmu koostis sisaldab kosmilist, vulkaanilist, maapinna, meretolmu ja metsatulekahjude käigus tekkivat tolmu.

Looduslikud protsessid mängivad olulist rolli atmosfääri eraldumisel heljumitest. isepuhastuv, mille hulgas on olulise tähtsusega reostuse lahjendamine konvektsiooniõhuvooludega Maa pinna lähedal. Atmosfääri isepuhastuse oluline element on suurte tolmu- ja tahmaosakeste sadestumine õhust (settimine). Kõrguse kasvades tolmu hulk väheneb; Maapinnast 7 - 8 km kõrgusel maapealse päritoluga tolmu ei ole. Märkimisväärne Sademed mängivad rolli isepuhastumisprotsessides, suurendades settinud tahma ja tolmu hulka. Tolmusisaldust atmosfääriõhus mõjutavad meteoroloogilised tingimused ja aerosooli hajumine. Jäme tolm, mille osakeste läbimõõt on üle 10 mikroni, langeb kiiresti välja, peen tolm osakeste läbimõõduga alla 0,1 mikroni praktiliselt ei pudene välja ja on suspensioonis.