Wat is de samenstelling van lucht. Gassamenstelling van atmosferische lucht

Dat deel van de atmosfeer, dat grenst aan de aarde en dat daarom een ​​persoon ademt, wordt de troposfeer genoemd. De troposfeer heeft een hoogte van negen tot elf kilometer en is een mechanisch mengsel van verschillende gassen.

De samenstelling van de lucht is niet constant. Afhankelijk van de geografische ligging, het terrein, de weersomstandigheden kan de lucht een andere samenstelling en verschillende eigenschappen hebben. De lucht kan worden vergast of afgevoerd, vers of zwaar - dit alles betekent dat het bepaalde onzuiverheden bevat.

Stikstof - 78,9 procent;

Zuurstof - 20,95 procent;

Kooldioxide - 0,3 procent.

Bovendien zijn er andere gassen in de atmosfeer aanwezig (helium, argon, neon, xenon, krypton, waterstof, radon, ozon), en hun som is iets minder dan één procent.

Het is ook de moeite waard om te wijzen op de aanwezigheid in de lucht van enkele permanente onzuiverheden van natuurlijke oorsprong, met name sommige gasvormige producten die worden gevormd als gevolg van zowel biologische als chemische processen. Ammoniak verdient een speciale vermelding onder hen (de samenstelling van de lucht buiten bevolkte gebieden omvat ongeveer drie tot vijfduizendsten van een milligram per kubieke meter), methaan (het niveau is gemiddeld twee tienduizendste van een milligram per kubieke meter), stikstofoxiden ( in de atmosfeer bereikt hun concentratie ongeveer vijftienduizendste milligram per kubieke meter), waterstofsulfide en andere gasvormige producten.

Naast dampvormige en gasvormige onzuiverheden omvat de chemische samenstelling van de lucht gewoonlijk stof van kosmische oorsprong, dat gedurende het jaar in een hoeveelheid van zevenhonderdduizendste van een ton per vierkante kilometer op het aardoppervlak valt, evenals stofdeeltjes die komen van vulkaanuitbarstingen.

Echter, in de grootste mate (en niet ten goede) is de samenstelling van de lucht en de vervuiling van de troposfeer het zogenaamde grond (plantaardige, bodem) stof en rook van bosbranden. Vooral veel van dergelijk stof in de continentale luchtmassa's afkomstig uit de woestijnen van Centraal-Azië en Afrika. Daarom kunnen we met vertrouwen zeggen dat een ideaal schone luchtomgeving gewoon niet bestaat, en dat het een concept is dat alleen theoretisch bestaat.

De samenstelling van de lucht heeft de neiging constant te veranderen, en zijn natuurlijke veranderingen spelen meestal een vrij kleine rol, vooral in vergelijking met de mogelijke gevolgen van zijn kunstmatige verstoringen. Dergelijke schendingen worden voornamelijk in verband gebracht met de productieactiviteiten van de mensheid, het gebruik van apparaten voor consumentendiensten en voertuigen. Deze schendingen kunnen onder andere leiden tot luchtdenaturatie, dat wil zeggen tot uitgesproken verschillen in samenstelling en eigenschappen van de overeenkomstige indicatoren van de atmosfeer.

Deze en vele andere soorten menselijke activiteit hebben ertoe geleid dat de basissamenstelling van de lucht langzaam en onbeduidend begon te veranderen, maar niettemin absoluut onomkeerbare veranderingen. Wetenschappers hebben bijvoorbeeld berekend dat de mensheid in de afgelopen vijftig jaar ongeveer dezelfde hoeveelheid zuurstof heeft gebruikt als in de voorgaande miljoen jaar, en in procenten - twee tiende van een procent van de totale voorraad in de atmosfeer. Tegelijkertijd neemt de lozing in de lucht dienovereenkomstig toe: deze lozing heeft volgens de laatste gegevens de afgelopen honderd jaar bijna vierhonderd miljard ton bereikt.

Zo verandert de samenstelling van de lucht ten kwade, en het is moeilijk voor te stellen wat het over een paar decennia zal zijn.

De onderste lagen van de atmosfeer bestaan ​​uit een mengsel van gassen dat lucht wordt genoemd. , waarin vloeibare en vaste deeltjes zijn gesuspendeerd. De totale massa van deze laatste is onbeduidend in vergelijking met de totale massa van de atmosfeer.

Atmosferische lucht is een mengsel van gassen, waarvan de belangrijkste stikstof N2, zuurstof O2, argon Ar, kooldioxide CO2 en waterdamp zijn. Lucht zonder waterdamp wordt droge lucht genoemd. Nabij het aardoppervlak bestaat droge lucht voor 99% uit stikstof (78 vol.% of 76 massa%) en zuurstof (21 vol.% of 23 massa%). De overige 1% valt bijna volledig op argon. Voor kooldioxide CO2 blijft slechts 0,08% over. Talloze andere gassen maken deel uit van de lucht in duizendsten, miljoensten en zelfs kleinere fracties van een procent. Dit zijn krypton, xenon, neon, helium, waterstof, ozon, jodium, radon, methaan, ammoniak, waterstofperoxide, lachgas, enz. De samenstelling van droge atmosferische lucht nabij het aardoppervlak wordt gegeven in de tabel. een.

tafel 1

De samenstelling van droge atmosferische lucht nabij het aardoppervlak

	Volumeconcentratie, %	Moleculaire massa	Dikte in relatie tot dichtheid droge lucht
Zuurstof (O2)
Kooldioxide (CO2)
Krypton (Kr)
Waterstof (H2)
Xenon (Xe)
droge lucht

De procentuele samenstelling van droge lucht nabij het aardoppervlak is zeer constant en vrijwel overal gelijk. Alleen het gehalte aan koolstofdioxide kan aanzienlijk veranderen. Als gevolg van ademhalings- en verbrandingsprocessen kan het volumetrische gehalte in de lucht van gesloten, slecht geventileerde gebouwen en industriële centra meerdere keren toenemen - tot 0,1-0,2%. Het percentage stikstof en zuurstof verandert vrij onbeduidend.

De samenstelling van de echte atmosfeer omvat drie belangrijke variabele componenten: waterdamp, ozon en koolstofdioxide. Het gehalte aan waterdamp in de lucht varieert aanzienlijk, in tegenstelling tot andere componenten van de lucht: aan het aardoppervlak varieert het tussen honderdsten van procenten en enkele procenten (van 0,2% op poolbreedten tot 2,5% op de evenaar, en in sommige gevallen schommelt bijna van nul tot 4%). Dit wordt verklaard door het feit dat onder de omstandigheden die in de atmosfeer bestaan, waterdamp kan overgaan in een vloeibare en vaste toestand en, omgekeerd, door verdamping van het aardoppervlak weer in de atmosfeer kan komen.

Waterdamp komt continu in de atmosfeer door verdamping van wateroppervlakken, uit vochtige grond en door transpiratie van planten, terwijl het op verschillende plaatsen en op verschillende tijdstippen in verschillende hoeveelheden binnenkomt. Het verspreidt zich omhoog vanaf het aardoppervlak en wordt door luchtstromen van de ene plaats op de aarde naar de andere gedragen.

In de atmosfeer kan verzadiging optreden. In deze toestand bevindt zich waterdamp in de lucht in een hoeveelheid die bij een gegeven temperatuur maximaal is. Waterdamp heet verzadigend(of verzadigd), en de lucht die het bevat verzadigd.

De verzadigingstoestand wordt meestal bereikt wanneer de luchttemperatuur daalt. Wanneer deze toestand is bereikt, wordt bij een verdere temperatuurdaling een deel van de waterdamp overbodig en condenseert verandert in een vloeibare of vaste toestand. Waterdruppels en ijskristallen van wolken en mist verschijnen in de lucht. Wolken kunnen weer verdampen; in andere gevallen kunnen druppels en kristallen van wolken, die groter worden, op het aardoppervlak vallen in de vorm van neerslag. Als gevolg van dit alles verandert het gehalte aan waterdamp in elk deel van de atmosfeer voortdurend.

De belangrijkste weersprocessen en klimaatkenmerken houden verband met waterdamp in de lucht en met de overgangen daarvan van gasvormige toestand naar vloeibare en vaste toestand. De aanwezigheid van waterdamp in de atmosfeer heeft een aanzienlijke invloed op de thermische omstandigheden van de atmosfeer en het aardoppervlak. Waterdamp absorbeert in hoge mate langgolvige infraroodstraling die door het aardoppervlak wordt uitgezonden. Op zijn beurt zendt hij zelf infraroodstraling uit, waarvan het grootste deel naar het aardoppervlak gaat. Dit vermindert de nachtelijke afkoeling van het aardoppervlak en dus ook de lagere luchtlagen.

Bij de verdamping van water van het aardoppervlak komen grote hoeveelheden warmte vrij en wanneer waterdamp in de atmosfeer condenseert, wordt deze warmte aan de lucht overgedragen. Wolken als gevolg van condensatie reflecteren en absorberen zonnestraling op weg naar het aardoppervlak. Neerslag uit wolken is een essentieel onderdeel van weer en klimaat. Ten slotte is de aanwezigheid van waterdamp in de atmosfeer essentieel voor fysiologische processen.

Waterdamp heeft, net als elk gas, elasticiteit (druk). Waterdampdruk e evenredig met de dichtheid (inhoud per volume-eenheid) en de absolute temperatuur. Het wordt uitgedrukt in dezelfde eenheden als luchtdruk, d.w.z. ofwel in millimeter kwik, ofwel in millibar.

De druk van waterdamp bij verzadiging heet verzadiging elasticiteit. Dit is de maximale druk van waterdamp mogelijk bij een bepaalde temperatuur. Bij een temperatuur van 0° is de verzadigingselasticiteit bijvoorbeeld 6,1 mb . Voor elke 10° temperatuur verdubbelt de verzadigingselasticiteit ongeveer.

Als de lucht minder waterdamp bevat dan nodig is om deze bij een bepaalde temperatuur te verzadigen, kan worden bepaald hoe dicht de lucht bij verzadiging is. Om dit te doen, bereken relatieve vochtigheid. Dit is de naam van de verhouding van de werkelijke elasticiteit e waterdamp in de lucht tot verzadigingselasticiteit E bij dezelfde temperatuur, uitgedrukt als een percentage, d.w.z.

Bij een temperatuur van 20 ° is de verzadigingselasticiteit bijvoorbeeld 23,4 mb. Als de werkelijke dampdruk in de lucht 11,7 mb is, is de relatieve vochtigheid van de lucht

De druk van waterdamp nabij het aardoppervlak varieert van honderdsten millibar (bij zeer lage temperaturen in de winter op Antarctica en Yakutia) tot 35 mbi meer (in de buurt van de evenaar). Hoe warmer de lucht, hoe meer waterdamp het kan bevatten zonder verzadiging en dus hoe groter de elasticiteit van waterdamp erin kan zijn.

Relatieve luchtvochtigheid kan alle waarden aannemen - vanaf nul voor volledig droge lucht ( e= 0) tot 100% voor verzadigingstoestand (e = E).

Minder dan 200 jaar geleden bevatte de atmosfeer van de aarde 40% zuurstof. Tegenwoordig bevat de lucht slechts 21% zuurstof.

In het stadspark 20,8%

In de bossen 21,6%

Aan Zee 21,9%

In het appartement en kantoor minder 20%

Wetenschappers hebben bewezen dat een afname van 1% zuurstof leidt tot een afname van de prestatie met 30%.

Het gebrek aan zuurstof is het gevolg van auto's, industriële emissies en vervuiling. In de stad is zuurstof 1% minder dan in het bos.

Maar de grootste boosdoener in het gebrek aan zuurstof zijn wijzelf. Nadat we warme en hermetische huizen hadden gebouwd en in appartementen met plastic ramen woonden, beschermden we onszelf tegen frisse lucht. Bij elke uitademing wordt de zuurstofconcentratie verlaagd en de hoeveelheid kooldioxide verhoogd. Vaak is het zuurstofgehalte op kantoor 18%, in het appartement 19%.

De kwaliteit van de lucht die nodig is om de levensprocessen van alle levende organismen op aarde te ondersteunen,

bepaald door het zuurstofgehalte.

De afhankelijkheid van luchtkwaliteit van het percentage zuurstof erin.

Het niveau van comfortabel zuurstofgehalte in de lucht

Zone 3-4: beperkt door de wettelijk verplichte minimale zuurstofnorm binnenshuis (20,5%) en de "referentie" frisse lucht (21%). Voor stadslucht wordt een zuurstofgehalte van 20,8% als normaal beschouwd.

Gunstige niveaus van zuurstof in de lucht

Zone 1-2: dit zuurstofgehalte is typisch voor ecologisch schone gebieden, bossen. Het zuurstofgehalte in de lucht op de oceaan kan 21,9% bereiken

Onvoldoende zuurstofgehalte in de lucht

Zano 5-6: beperkt door het minimaal toegestane zuurstofniveau wanneer een persoon zonder ademhalingsapparaat kan zijn (18%).

Het verblijf van een persoon in kamers met dergelijke lucht gaat gepaard met snelle vermoeidheid, slaperigheid, verminderde mentale activiteit en hoofdpijn.

Langdurig verblijf in kamers met een dergelijke atmosfeer is gevaarlijk voor de gezondheid.

Gevaarlijk laag zuurstofgehalte in de lucht

Zone 7 en verder: bij zuurstofgehalte16% duizeligheid, snelle ademhaling,13% - verlies van bewustzijn,12% - onomkeerbare veranderingen in het functioneren van het lichaam, 7% - overlijden.

Externe tekenen van zuurstofgebrek (hypoxie)

- verslechtering van de huidskleur

- vermoeidheid, verminderde mentale, fysieke en seksuele activiteit

- depressie, prikkelbaarheid, slaapstoornissen

- hoofdpijn

Langdurige blootstelling aan een ruimte met onvoldoende zuurstofgehalte kan leiden tot ernstigere gezondheidsproblemen, omdat. zuurstof is verantwoordelijk voor alle metabolische processen van het lichaam, dan is het gevolg van het ontbreken ervan:

stofwisselingsziekte

Verminderde immuniteit

Een goed georganiseerd ventilatiesysteem van woon- en werkruimten kan de sleutel zijn tot een goede gezondheid.

De rol van zuurstof in de menselijke gezondheid. Zuurstof:

Verhoogt mentale prestaties;

Verhoogt de weerstand van het lichaam tegen stress en verhoogde nerveuze stress;

Ondersteunt het zuurstofgehalte in het bloed;

Verbetert de coördinatie van het werk van interne organen;

Verhoogt de immuniteit;

Bevordert gewichtsverlies. Regelmatig zuurstofverbruik, gecombineerd met lichamelijke activiteit, leidt tot actieve vetafbraak;

Slaap normaliseert: het wordt dieper en langer, de periode van inslapen en lichamelijke activiteit neemt af

bevindingen:

Zuurstof beïnvloedt ons leven, en hoe meer het is, hoe kleurrijker en diverser ons leven is.

Je kunt een zuurstoftank kopen of alles laten vallen en in het bos gaan wonen. Als dit voor u niet beschikbaar is, verlucht dan elk uur uw appartement of kantoor. Tocht, stof, lawaai interfereren, installeer ventilatie die u van frisse lucht voorziet, reinig deze van uitlaatgassen.

Doe alles aan frisse lucht in huis en je zult veranderingen in je leven zien.

LEZING Nr. 3. Atmosferische lucht.

Onderwerp: Atmosferische lucht, zijn chemische samenstelling en fysiologisch

de betekenis van de componenten.

Atmosferische vervuiling; hun impact op de volksgezondheid.

Lezingenplan:

De chemische samenstelling van atmosferische lucht.

De biologische rol en fysiologische betekenis van de bestanddelen: stikstof, zuurstof, kooldioxide, ozon, inerte gassen.

Het concept van luchtverontreiniging en hun bronnen.

Impact van luchtverontreiniging op de gezondheid (directe impact).

Invloed van luchtverontreiniging op de levensomstandigheden van de bevolking (indirecte impact op de gezondheid).

Vragen over de bescherming van atmosferische lucht tegen vervuiling.

Het gasvormige omhulsel van de aarde wordt de atmosfeer genoemd. Het totale gewicht van de aardatmosfeer is 5,13  10 15 ton.

De lucht die de atmosfeer vormt, is een mengsel van verschillende gassen. De samenstelling van droge lucht op zeeniveau is:

Tabel nr. 1

De samenstelling van droge lucht bij een temperatuur van 0 0 C en

druk 760 mmHg. Kunst.

Componenten Componenten	Percentage samenstelling op volume	Concentratie in mg/m 3
Zuurstof
Kooldioxide
Lachgas

De samenstelling van de aardatmosfeer blijft constant over land, over zee, in steden en op het platteland. Het verandert ook niet met de hoogte. Er moet aan worden herinnerd dat we het hebben over het percentage luchtbestanddelen op verschillende hoogten. Dit kan echter niet gezegd worden over de gewichtsconcentratie van gassen. Naarmate we naar boven stijgen, neemt de luchtdichtheid af en neemt ook het aantal moleculen in een ruimte-eenheid af. Als resultaat nemen de gewichtsconcentratie van het gas en zijn partiële druk af.

Laten we stilstaan ​​​​bij de kenmerken van de afzonderlijke componenten van lucht.

Het hoofdbestanddeel van de atmosfeer is: stikstof. Stikstof is een inert gas. Het ondersteunt de ademhaling en verbranding niet. In een stikstofatmosfeer is leven onmogelijk.

Stikstof speelt een belangrijke biologische rol. Luchtstikstof wordt opgenomen door sommige soorten bacteriën en algen, die daaruit organische verbindingen vormen.

Onder invloed van atmosferische elektriciteit wordt een kleine hoeveelheid stikstofionen gevormd, die door neerslag uit de atmosfeer worden weggespoeld en de bodem verrijken met zouten van salpeterig- en salpeterzuur. Zouten van salpeterigzuur veranderen onder invloed van bodembacteriën in nitrieten. Nitrieten en ammoniakzouten worden door planten opgenomen en dienen voor de synthese van eiwitten.

Zo wordt de transformatie van de inerte stikstof van de atmosfeer in de levende materie van de organische wereld uitgevoerd.

Door het gebrek aan stikstofhoudende meststoffen van natuurlijke oorsprong heeft de mensheid geleerd deze kunstmatig te verkrijgen. Er is een stikstofkunstmestindustrie ontstaan ​​en in ontwikkeling, die stikstof uit de lucht verwerkt tot ammoniak en stikstofhoudende meststoffen.

De biologische betekenis van stikstof is niet beperkt tot zijn deelname aan de kringloop van stikstofhoudende stoffen. Het speelt een belangrijke rol als verdunningsmiddel van atmosferische zuurstof, aangezien leven onmogelijk is in zuivere zuurstof.

Een toename van het stikstofgehalte in de lucht veroorzaakt hypoxie en verstikking door een afname van de partiële zuurstofdruk.

Bij een toename van de partiële druk vertoont stikstof narcotische eigenschappen. In een open atmosfeer manifesteert het narcotische effect van stikstof zich echter niet, omdat fluctuaties in de concentratie ervan onbeduidend zijn.

Het belangrijkste bestanddeel van de atmosfeer is gasvormig zuurstof (O 2 ) .

Zuurstof in ons zonnestelsel in een vrije staat wordt alleen op aarde gevonden.

Er zijn veel aannames gedaan met betrekking tot de evolutie (ontwikkeling) van terrestrische zuurstof. De meest geaccepteerde verklaring is dat de overgrote meerderheid van de zuurstof in de moderne atmosfeer afkomstig is van fotosynthese in de biosfeer; en alleen de aanvankelijke, kleine hoeveelheid zuurstof werd gevormd als gevolg van fotosynthese in water.

De biologische rol van zuurstof is extreem hoog. Leven is onmogelijk zonder zuurstof. De atmosfeer van de aarde bevat 1,18  10 15 ton zuurstof.

In de natuur zijn de processen van zuurstofverbruik continu gaande: de ademhaling van mens en dier, de processen van verbranding, oxidatie. Tegelijkertijd gaan de processen van herstel van het zuurstofgehalte in de lucht (fotosynthese) continu door. Planten absorberen koolstofdioxide, breken het af, absorberen koolstof en geven zuurstof af aan de atmosfeer. Planten stoten 0,5  10 5 miljoen ton zuurstof uit in de atmosfeer. Dit is voldoende om het natuurlijke zuurstofverlies te dekken. Daarom is het gehalte in de lucht constant en bedraagt ​​20,95%.

De continue stroom van luchtmassa's vermengt de troposfeer, daarom is er geen verschil in het zuurstofgehalte in steden en op het platteland. De zuurstofconcentratie schommelt binnen enkele tienden van procenten. Het geeft niet. In diepe putten, putten, grotten kan het zuurstofgehalte echter dalen, dus erin afdalen is gevaarlijk.

Met een daling van de partiële zuurstofdruk bij mens en dier worden verschijnselen van zuurstofgebrek waargenomen. Significante veranderingen in de partiële zuurstofdruk treden op bij het stijgen boven zeeniveau. Het fenomeen van zuurstofgebrek kan worden waargenomen bij het beklimmen van bergen (alpinisme, toerisme), tijdens vliegreizen. Klimmen tot een hoogte van 3000 meter kan hoogteziekte of hoogteziekte veroorzaken.

Door langdurig in de hooglanden te wonen, ontwikkelen mensen een verslaving aan zuurstofgebrek en treedt acclimatisatie op.

Een hoge partiële zuurstofdruk is ongunstig voor de mens. Bij een partiële druk van meer dan 600 mm neemt de vitale capaciteit van de longen af. Inademing van zuivere zuurstof (partiële druk 760 mm) veroorzaakt longoedeem, longontsteking, convulsies.

Onder natuurlijke omstandigheden is er geen verhoogd zuurstofgehalte in de lucht.

Ozon is een integraal onderdeel van de atmosfeer. De massa is 3,5 miljard ton. Het ozongehalte in de atmosfeer varieert met de seizoenen van het jaar: in de lente is het hoog, in de herfst laag. Het ozongehalte is afhankelijk van de breedtegraad van het gebied: hoe dichter bij de evenaar, hoe lager. De ozonconcentratie heeft een dagelijkse variatie: het bereikt zijn maximum tegen het middaguur.

De ozonconcentratie is ongelijk verdeeld over de hoogte. Het hoogste gehalte wordt waargenomen op een hoogte van 20-30 km.

In de stratosfeer wordt continu ozon geproduceerd. Onder invloed van ultraviolette straling van de zon dissociëren (afbreken) zuurstofmoleculen om atomaire zuurstof te vormen. Zuurstofatomen recombineren (combineren) met zuurstofmoleculen en vormen ozon (O 3). Op hoogtes boven en onder 20-30 km vertragen de processen van fotosynthese (vorming) van ozon.

De aanwezigheid van een ozonlaag in de atmosfeer is van groot belang voor het bestaan ​​van leven op aarde.

Ozon vertraagt ​​het kortegolfgedeelte van het zonnestralingsspectrum, zendt geen golven uit die korter zijn dan 290 nm (nanometer). Zonder ozon zou het leven op aarde onmogelijk zijn vanwege het vernietigende effect van korte ultraviolette straling op alle levende wezens.

Ozon absorbeert ook infraroodstraling met een golflengte van 9,5 micron (micron). Hierdoor houdt ozon ongeveer 20 procent van de warmtestraling van de aarde vast, waardoor er minder warmte verloren gaat. Zonder ozon zou de absolute temperatuur op aarde 7 0 lager zijn.

In de onderste laag van de atmosfeer - de troposfeer, wordt ozon uit de stratosfeer gehaald als gevolg van het mengen van luchtmassa's. Bij zwak mengen neemt de ozonconcentratie aan het aardoppervlak af. Tijdens een onweersbui wordt een toename van ozon in de lucht waargenomen als gevolg van lozingen van atmosferische elektriciteit en een toename van turbulentie (vermenging) van de atmosfeer.

Tegelijkertijd is een significante toename van de ozonconcentratie in de lucht het gevolg van fotochemische oxidatie van organische stoffen die met uitlaatgassen van voertuigen en industriële emissies in de atmosfeer terechtkomen. Ozon is een van de giftige stoffen. Ozon heeft een irriterend effect op de slijmvliezen van ogen, neus, keel bij een concentratie van 0,2-1 mg/m 3 .

kooldioxide (CO 2 ) wordt in de atmosfeer aangetroffen in een concentratie van 0,03%. De totale hoeveelheid is 2330 miljard ton. Een grote hoeveelheid koolstofdioxide wordt in opgeloste vorm aangetroffen in het water van de zeeën en oceanen. In gebonden vorm maakt het deel uit van dolomieten en kalksteen.

De atmosfeer wordt voortdurend aangevuld met koolstofdioxide als gevolg van de vitale processen van levende organismen, de processen van verbranding, verval en fermentatie. Een persoon stoot 580 liter koolstofdioxide per dag uit. Bij de afbraak van kalksteen komt een grote hoeveelheid koolstofdioxide vrij.

Ondanks de aanwezigheid van talrijke vormingsbronnen, is er geen significante ophoping van koolstofdioxide in de lucht. Kooldioxide wordt tijdens de fotosynthese constant geassimileerd (geassimileerd) door planten.

Naast planten zijn de zeeën en oceanen de regulator van koolstofdioxide in de atmosfeer. Wanneer de partiële druk van koolstofdioxide in de lucht stijgt, lost het op in water en wanneer het afneemt, komt het vrij in de atmosfeer.

In de oppervlakteatmosfeer worden kleine fluctuaties in de concentratie van kooldioxide waargenomen: deze is lager boven de oceaan dan over land; hoger in het bos dan in het veld; hoger in steden dan buiten de stad.

Kooldioxide speelt een belangrijke rol in het leven van dieren en mensen. Het stimuleert het ademhalingscentrum.

Er hangt een bedrag in de lucht inerte gassen: argon, neon, helium, krypton en xenon. Deze gassen behoren tot de nulgroep van het periodiek systeem, reageren niet met andere elementen en zijn in chemische zin inert.

Inerte gassen zijn verdovend. Hun narcotische eigenschappen komen tot uiting bij hoge luchtdruk. In een open atmosfeer kunnen de narcotische eigenschappen van inerte gassen zich niet manifesteren.

Naast de samenstellende delen van de atmosfeer bevat het verschillende onzuiverheden van natuurlijke oorsprong en vervuiling die is geïntroduceerd als gevolg van menselijke activiteiten.

De onzuiverheden die naast de natuurlijke chemische samenstelling in de lucht aanwezig zijn, worden genoemd luchtvervuiling.

Atmosferische vervuiling is onderverdeeld in natuurlijk en kunstmatig.

Natuurlijke vervuiling omvat onzuiverheden die door natuurlijke processen in de lucht komen (planten, bodemstof, vulkaanuitbarstingen, kosmisch stof).

Kunstmatige luchtverontreiniging wordt gevormd als gevolg van menselijke productieactiviteiten.

Kunstmatige bronnen van luchtverontreiniging zijn onderverdeeld in 4 groepen:

vervoer;

industrie;

thermische energietechniek;

afval verbranden.

Laten we eens kijken naar hun korte beschrijving.

De huidige situatie wordt gekenmerkt door het feit dat het volume van de emissies van het wegvervoer groter is dan het volume van de emissies van industriële ondernemingen.

Eén auto stoot meer dan 200 chemische verbindingen uit in de lucht. Elke auto verbruikt gemiddeld 2 ton brandstof en 30 ton lucht per jaar en stoot 700 kg koolmonoxide (CO), 230 kg onverbrande koolwaterstoffen, 40 kg stikstofoxiden (NO 2) en 2-5 kg ​​​van vaste stoffen in de atmosfeer.

De moderne stad is verzadigd met andere vervoerswijzen: spoor, water en lucht. De totale hoeveelheid emissies naar het milieu door alle vervoerswijzen neemt voortdurend toe.

Industriële ondernemingen komen op de tweede plaats na transport in termen van milieuschade.

Ferro- en non-ferrometallurgiebedrijven, petrochemische en cokeschemische industrieën, evenals bedrijven voor de productie van bouwmaterialen, vervuilen de atmosferische lucht het meest intensief. Ze stoten tientallen tonnen roet, stof, metalen en hun verbindingen (koper, zink, lood, nikkel, tin, enz.) uit in de atmosfeer.

Metalen komen de atmosfeer binnen, vervuilen de grond, hopen zich daarin op en dringen door in het water van reservoirs.

In gebieden waar industriële ondernemingen zijn gevestigd, loopt de bevolking het risico op nadelige effecten van luchtverontreiniging.

Naast vaste deeltjes stoot de industrie verschillende gassen uit in de lucht: zwavelzuuranhydride, koolmonoxide, stikstofoxiden, waterstofsulfide, koolwaterstoffen, radioactieve gassen.

Verontreinigende stoffen kunnen lang in het milieu blijven en hebben een schadelijk effect op het menselijk lichaam.

Koolwaterstoffen blijven bijvoorbeeld tot 16 jaar in het milieu, nemen actief deel aan fotochemische processen in de atmosferische lucht met de vorming van giftige nevels.

Bij de verbranding van vaste en vloeibare brandstoffen in thermische centrales wordt enorme luchtverontreiniging waargenomen. Zij zijn de belangrijkste bronnen van luchtverontreiniging met zwavel- en stikstofoxiden, koolmonoxide, roet en stof. Deze bronnen worden gekenmerkt door massale luchtvervuiling.

Momenteel zijn er veel feiten bekend over de nadelige effecten van luchtverontreiniging op de menselijke gezondheid.

Luchtvervuiling heeft zowel acute als chronische effecten op het menselijk lichaam.

Voorbeelden van de acute impact van luchtverontreiniging op de volksgezondheid zijn giftige nevels. Concentraties van giftige stoffen in de lucht namen toe onder ongunstige meteorologische omstandigheden.

De eerste giftige mist werd in 1930 in België geregistreerd. Enkele honderden mensen raakten gewond, 60 mensen stierven. Vervolgens herhaalden zich soortgelijke gevallen: in 1948 in de Amerikaanse stad Donora. 6.000 mensen werden getroffen. In 1952 stierven 4.000 mensen door de Great London Fog. In 1962 stierven 750 Londenaren om dezelfde reden. In 1970 leden 10 duizend mensen aan smog boven de Japanse hoofdstad (Tokyo), in 1971 - 28 duizend.

Naast de hierboven genoemde rampen, vestigt de analyse van onderzoeksmateriaal door binnen- en buitenlandse auteurs de aandacht op een toename van de algemene morbiditeit van de bevolking als gevolg van luchtverontreiniging.

De studies die in dit plan zijn uitgevoerd, stellen ons in staat om te concluderen dat als gevolg van de impact van luchtverontreiniging in industriële centra, er een toename is van:

algehele mortaliteit door hart- en vaatziekten en aandoeningen van de luchtwegen;

acute niet-specifieke morbiditeit van de bovenste luchtwegen;

chronische bronchitis;

bronchiale astma;

emfyseem;

longkanker;

daling van de levensverwachting en creatieve activiteit.

Bovendien heeft wiskundige analyse momenteel een statistisch significante correlatie aan het licht gebracht tussen het morbiditeitsniveau van de bevolking met ziekten van het bloed, spijsverteringsorganen, huidziekten en niveaus van luchtverontreiniging.

De ademhalingsorganen, het spijsverteringsstelsel en de huid zijn de "toegangspoorten" voor giftige stoffen en dienen als doelwit voor hun directe en indirecte werking.

De impact van luchtverontreiniging op de levensomstandigheden wordt beschouwd als een indirecte (indirecte) impact van luchtverontreiniging op de gezondheid van de bevolking.

Het bevat:

afname van de algemene verlichting;

vermindering van ultraviolette straling van de zon;

veranderende klimatologische omstandigheden;

verslechtering van de levensomstandigheden;

negatieve impact op groene ruimten;

negatieve invloed op dieren.

Stoffen die de atmosfeer vervuilen, veroorzaken grote schade aan gebouwen, constructies, bouwmaterialen.

De totale economische schade aan de Verenigde Staten door luchtverontreinigende stoffen, inclusief hun impact op de menselijke gezondheid, bouwmaterialen, metalen, stoffen, leer, papier, verf, rubber en andere materialen, bedraagt ​​$ 15-20 miljard per jaar.

Al het bovenstaande geeft aan dat de bescherming van de atmosferische lucht tegen vervuiling een uiterst belangrijk probleem is en het onderwerp is van grote aandacht van specialisten in alle landen van de wereld.

Alle maatregelen voor de bescherming van atmosferische lucht moeten op verschillende gebieden uitgebreid worden uitgevoerd:

Wetgevende maatregelen. Dit zijn wetten die zijn aangenomen door de regering van het land om het luchtmilieu te beschermen;

Rationele plaatsing van industrie- en woonwijken;

Technologische maatregelen gericht op het verminderen van emissies naar de atmosfeer;

Sanitaire maatregelen;

Ontwikkeling van hygiënische normen voor atmosferische lucht;

Controle over de zuiverheid van atmosferische lucht;

Controle over het werk van industriële ondernemingen;

Verbetering van bewoonde gebieden, landschapsarchitectuur, bewatering, het creëren van beschermende openingen tussen industriële ondernemingen en wooncomplexen.

Naast de genoemde maatregelen van het intrastatelijke plan worden momenteel interstatelijke programma's voor de bescherming van de atmosferische lucht ontwikkeld en op grote schaal uitgevoerd.

Het probleem van de bescherming van het luchtbassin is opgelost in een aantal internationale organisaties - WHO, VN, UNESCO en anderen.

De lucht waaruit de atmosfeer van de aarde bestaat, is een mengsel van gassen. Droge atmosferische lucht bevat: zuurstof 20,95%, stikstof 78,09%, koolstofdioxide 0,03%. Bovendien bevat atmosferische lucht argon, helium, neon, krypton, waterstof, xenon en andere gassen. Ozon, stikstofmonoxide, jodium, methaan en waterdamp zijn in kleine hoeveelheden aanwezig in de atmosferische lucht.

Naast de constante componenten van de atmosfeer, bevat het een verscheidenheid aan vervuiling die door menselijke productieactiviteiten in de atmosfeer is gebracht.

1. Een belangrijk onderdeel van atmosferische lucht is: zuurstof , waarvan de hoeveelheid in de atmosfeer van de aarde 1,18 × 10 15 ton is.Een constant zuurstofgehalte wordt gehandhaafd dankzij continue processen van uitwisseling in de natuur. Aan de ene kant wordt zuurstof verbruikt tijdens de ademhaling van mens en dier, wordt besteed aan het in stand houden van de verbrandings- en oxidatieprocessen, aan de andere kant komt het in de atmosfeer door de processen van fotosynthese van planten. Landplanten en fytoplankton van de oceanen herstellen het natuurlijke zuurstofverlies volledig. Met een daling van de partiële zuurstofdruk kunnen zich de verschijnselen van zuurstofgebrek ontwikkelen, wat wordt waargenomen bij het opstijgen naar een hoogte. Het kritische niveau is de partiële zuurstofdruk onder 110 mmHg. Kunst. Verlaging van de partiële zuurstofdruk tot 50-60 mm Hg. Kunst. meestal onverenigbaar met het leven. Onder invloed van kortgolvige UV-straling met een golflengte van minder dan 200 nm dissociëren zuurstofmoleculen tot atomaire zuurstof. De nieuw gevormde zuurstofatomen worden toegevoegd aan de neutrale formule van zuurstof, waardoor ozon . Gelijktijdig met de vorming van ozon treedt het verval op. De algemene biologische betekenis van ozon is groot: het absorbeert kortgolvige UV-straling, wat een nadelig effect heeft op biologische objecten. Tegelijkertijd absorbeert ozon de infrarode straling die van de aarde komt en voorkomt zo overmatige afkoeling van het oppervlak. Ozonconcentraties zijn ongelijk verdeeld over de hoogte. De grootste hoeveelheid wordt genoteerd op het niveau van 20-30 km van het aardoppervlak.

2. Stikstof in termen van kwantitatieve inhoud is het het belangrijkste bestanddeel van atmosferische lucht; het behoort tot inerte gassen. Leven is onmogelijk in een stikstofatmosfeer. Luchtstikstof wordt opgenomen door bepaalde soorten bodembacteriën (stikstofbindende bacteriën), maar ook door blauwalgen; onder invloed van elektrische ontladingen verandert het in stikstofoxiden, die, uitvallend met atmosferische neerslag, de bodem verrijken met zouten van salpeterig- en salpeterzuur. Onder invloed van bodembacteriën worden salpeterzuurzouten omgezet in salpeterzuurzouten, die op hun beurt door planten worden opgenomen en dienen voor de eiwitsynthese. Samen met de assimilatie van stikstof in de natuur, komt het vrij in de atmosfeer. Bij de verbranding van hout, kolen, olie wordt vrije stikstof gevormd; een kleine hoeveelheid ervan wordt gevormd tijdens de afbraak van organische verbindingen. Zo is er in de natuur een continue circulatie, waardoor de stikstof van de atmosfeer wordt omgezet in organische verbindingen, hersteld en in de atmosfeer terechtkomt, om vervolgens weer gebonden te worden door biologische objecten.

Stikstof is nodig als zuurstofverdunningsmiddel, omdat het inademen van zuivere zuurstof leidt tot onomkeerbare veranderingen in het lichaam.

Een verhoogd stikstofgehalte in de ingeademde lucht draagt ​​echter bij aan het ontstaan ​​van hypoxie als gevolg van een afname van de partiële zuurstofdruk. Bij een toename van het stikstofgehalte in de lucht tot 93% treedt de dood in.

Naast stikstof omvatten de inerte gassen van lucht argon, neon, helium, krypton en xenon. Chemisch gezien zijn deze gassen inert, ze lossen op in lichaamsvloeistoffen afhankelijk van de partiële druk, de absolute hoeveelheid van deze gassen in het bloed en de weefsels van het lichaam is verwaarloosbaar.

3. Een belangrijk onderdeel van atmosferische lucht is: kooldioxide (kooldioxide, koolzuur). In de natuur bevindt koolstofdioxide zich in vrije en gebonden toestand in een hoeveelheid van 146 miljard ton, waarvan slechts 1,8% van de totale hoeveelheid zich in de atmosferische lucht bevindt. Het meeste (tot 70%) bevindt zich in opgeloste toestand in het water van de zeeën en oceanen. Sommige minerale verbindingen, kalksteen en dolomieten bevatten ongeveer 22% van de totale hoeveelheid dioxide en koolstof. De rest van het bedrag valt op de dieren- en plantenwereld, kolen, olie en humus.

Onder natuurlijke omstandigheden zijn er continue processen van afgifte en opname van kooldioxide. Het komt vrij in de atmosfeer door de ademhaling van mens en dier, de processen van verbranding, verval en fermentatie, tijdens het industrieel roosteren van kalksteen en dolomieten, enz. Tegelijkertijd zijn er processen van assimilatie van koolstofdioxide gaande in de natuur, die door planten worden opgenomen tijdens het fotosyntheseproces.

Kooldioxide speelt een belangrijke rol in het leven van dieren en mensen, omdat het een fysiologische veroorzaker is van het ademhalingscentrum.

Wanneer hoge concentraties kooldioxide worden ingeademd, worden de redoxprocessen in het lichaam verstoord. Met een toename van het gehalte in de ingeademde lucht tot 4%, worden hoofdpijn, oorsuizen, hartkloppingen en een opgewonden toestand opgemerkt; bij 8% treedt de dood in.

Vanuit hygiënisch oogpunt is het gehalte aan kooldioxide een belangrijke indicator waarmee de mate van luchtzuiverheid in woningen en openbare gebouwen wordt beoordeeld. De ophoping van grote hoeveelheden in de binnenlucht duidt op sanitaire problemen (verdringing, slechte ventilatie).

Onder normale omstandigheden, met natuurlijke ventilatie van het pand en infiltratie van buitenlucht door de poriën van bouwmaterialen, is het gehalte aan koolstofdioxide in de lucht van woongebouwen niet hoger dan 0,2%. Met een toename van de concentratie in de kamer, kan een verslechtering van het welzijn van een persoon, een afname van de werkcapaciteit, worden opgemerkt. Dit wordt verklaard door het feit dat gelijktijdig met een toename van de hoeveelheid koolstofdioxide in de lucht van woningen en openbare gebouwen, andere eigenschappen van de lucht verslechteren: de temperatuur en vochtigheid stijgen, gasvormige producten van menselijke vitale activiteit verschijnen, de zo- antropotoxinen genoemd (mercaptan, indol, waterstofsulfide, ammoniak).

Met een toename van het CO2-gehalte in de lucht en de verslechtering van de meteorologische omstandigheden in woningen en openbare gebouwen, verandert het ionisatieregime van de lucht (een toename van het aantal zware en een afname van het aantal lichte ionen), wat wordt verklaard door de opname van lichte ionen tijdens het ademen en contact met de huid, evenals de opname van zware ionen met uitgeademde lucht.

De maximaal toegestane concentratie van kooldioxide in de lucht van medische instellingen moet als 0,07% worden beschouwd, in de lucht van woon- en openbare gebouwen - 0,1%. Deze laatste waarde wordt als berekende waarde genomen bij het bepalen van de efficiëntie van ventilatie in woningen en openbare gebouwen.

4. Naast de hoofdbestanddelen bevat atmosferische lucht gassen die vrijkomen als gevolg van natuurlijke processen die plaatsvinden op het aardoppervlak en in de atmosfeer.

Waterstof in de lucht in een hoeveelheid van 0,00005%. Het wordt gevormd in de hoge lagen van de atmosfeer door de fotochemische ontleding van watermoleculen in zuurstof en waterstof. Waterstof ondersteunt de ademhaling niet, wordt in vrije toestand niet geabsorbeerd en komt niet vrij door biologische objecten. Naast waterstof bevat atmosferische lucht een kleine hoeveelheid methaan; meestal is de concentratie van methaan in de lucht niet hoger dan 0,00022%. Bij anaëroob verval van organische verbindingen komt methaan vrij. Als integraal onderdeel is het onderdeel van aardgas en gas uit oliebronnen. Bij het inademen van lucht die methaan in hoge concentraties bevat, is dood door verstikking mogelijk.

Als afbraakproduct van organische stoffen kunnen kleine hoeveelheden ammoniak. De concentraties zijn afhankelijk van de mate van verontreiniging van het gebied met rioolwater en organische emissies. In de winter is de ammoniakconcentratie door de vertraging van het vervalproces iets lager dan in de zomer. Tijdens anaërobe processen van afbraak van zwavelhoudende organische stoffen, de vorming van waterstofsulfide, die in lage concentraties de lucht een onaangename geur geeft. In atmosferische lucht kunnen jodium en waterstofperoxide in kleine concentraties worden aangetroffen. Jodium komt door de aanwezigheid van de kleinste druppeltjes zeewater en zeewier in de atmosferische lucht. Door de interactie van UV-stralen met luchtmoleculen, waterstof peroxide; samen met ozon draagt ​​het bij aan de oxidatie van organische stoffen in de atmosfeer.

In de atmosferische lucht zijn opgeschorte materie, die worden vertegenwoordigd door stof van natuurlijke en kunstmatige oorsprong. De samenstelling van natuurlijk stof omvat kosmisch, vulkanisch, grond-, zeestof en stof dat ontstaat tijdens bosbranden.

Natuurlijke processen spelen een belangrijke rol bij het vrijkomen van zwevende stoffen uit de atmosfeer. zelfreinigend, waarbij de verdunning van vervuiling door convectieluchtstromen nabij het aardoppervlak van groot belang is. Een essentieel onderdeel van zelfreiniging van de atmosfeer is het neerslaan van grote stof- en roetdeeltjes uit de lucht (sedimentatie). Naarmate de hoogte toeneemt, neemt de hoeveelheid stof af; op een hoogte van 7 - 8 km van het aardoppervlak is er geen stof van aardse oorsprong. Significant Neerslag speelt een rol bij zelfreinigende processen, waardoor de hoeveelheid neergeslagen roet en stof toeneemt. Het stofgehalte in de atmosferische lucht wordt beïnvloed door meteorologische omstandigheden en aërosolverspreiding. Grof stof met een deeltjesdiameter van meer dan 10 micron valt er snel uit, fijn stof met een deeltjesdiameter kleiner dan 0,1 micron valt er praktisch niet uit en is in suspensie.