Thành phần của không khí là gì. Thành phần khí của không khí

Phần khí quyển tiếp giáp với Trái đất và do đó con người hít thở được gọi là tầng đối lưu. Tầng đối lưu có độ cao từ 9 đến 11 km và là một hỗn hợp cơ học của nhiều loại khí khác nhau.

Thành phần của không khí không đổi. Tùy theo vị trí địa lý, địa hình, điều kiện thời tiết mà không khí có thể có thành phần khác nhau và tính chất khác nhau. Không khí có thể được tạo khí hoặc thải ra ngoài, trong lành hoặc nặng - tất cả điều này có nghĩa là nó có chứa một số tạp chất nhất định.

Nitơ - 78,9 phần trăm;

Ôxy - 20,95 phần trăm;

Điôxít cacbon - 0,3 phần trăm.

Ngoài ra, các khí khác có trong khí quyển (heli, argon, neon, xenon, krypton, hydro, radon, ozon), cũng như tổng của chúng nhỏ hơn một phần trăm.

Cũng cần chỉ ra sự hiện diện trong không khí của một số tạp chất vĩnh viễn có nguồn gốc tự nhiên, đặc biệt, một số sản phẩm dạng khí được hình thành do kết quả của cả quá trình sinh học và hóa học. Amoniac đáng được đề cập đặc biệt trong số đó (thành phần không khí cách xa khu vực đông dân cư bao gồm khoảng ba đến năm phần nghìn miligam trên mét khối), mêtan (mức độ của nó trung bình là hai phần mười nghìn miligam trên mét khối), nitơ oxit ( trong khí quyển nồng độ của chúng đạt xấp xỉ mười lăm phần nghìn miligam trên mét khối), hydro sunfua và các sản phẩm dạng khí khác.

Ngoài các tạp chất dạng hơi và khí, thành phần hóa học của không khí thường bao gồm bụi có nguồn gốc vũ trụ, rơi trên bề mặt Trái đất với số lượng 700 phần nghìn tấn trên km vuông trong năm, cũng như các hạt bụi đến từ các vụ phun trào núi lửa.

Tuy nhiên, thành phần của không khí và tầng đối lưu bị ô nhiễm ở mức độ lớn nhất (và không tốt hơn) bởi cái gọi là bụi và khói trên mặt đất (rau, đất) do cháy rừng. Đặc biệt là rất nhiều bụi như vậy trong các khối khí lục địa có nguồn gốc từ các sa mạc ở Trung Á và Châu Phi. Đó là lý do tại sao chúng ta có thể tự tin nói rằng một môi trường không khí sạch lý tưởng đơn giản là không tồn tại, và nó là một khái niệm chỉ tồn tại về mặt lý thuyết.

Thành phần của không khí có xu hướng thay đổi liên tục, và những thay đổi tự nhiên của nó thường đóng một vai trò khá nhỏ, đặc biệt là so với những hậu quả có thể xảy ra do các nhiễu động nhân tạo của nó. Những vi phạm như vậy chủ yếu liên quan đến các hoạt động sản xuất của nhân loại, việc sử dụng các thiết bị cho các dịch vụ tiêu dùng, cũng như các phương tiện giao thông. Những vi phạm này có thể dẫn đến biến tính không khí, tức là, dẫn đến sự khác biệt rõ rệt về thành phần và tính chất của nó so với các chỉ số tương ứng của khí quyển.

Những hoạt động này và nhiều loại hoạt động khác của con người đã dẫn đến thực tế là thành phần cơ bản của không khí bắt đầu trải qua những thay đổi chậm và không đáng kể, nhưng vẫn hoàn toàn không thể đảo ngược. Ví dụ, các nhà khoa học đã tính toán rằng trong năm mươi năm qua, nhân loại đã sử dụng lượng oxy tương đương với hơn một triệu năm trước, và tính theo tỷ lệ phần trăm - hai phần mười phần trăm tổng lượng cung cấp vào khí quyển. Đồng thời, lượng phát tán vào không khí cũng tăng theo, theo dữ liệu mới nhất, lượng phát hành này đã lên tới gần bốn trăm tỷ tấn trong vòng một trăm năm qua.

Do đó, thành phần của không khí đang thay đổi theo chiều hướng xấu đi, và rất khó để tưởng tượng nó sẽ trở nên như thế nào trong một vài thập kỷ nữa.

Các lớp bên dưới của khí quyển được tạo thành từ một hỗn hợp khí gọi là không khí. , trong đó các hạt chất lỏng và chất rắn ở trạng thái lơ lửng. Tổng khối lượng của phần sau là không đáng kể so với toàn bộ khối lượng của khí quyển.

Không khí trong khí quyển là hỗn hợp của các chất khí, trong đó chủ yếu là nitơ N2, oxy O2, argon Ar, khí cacbonic CO2 và hơi nước. Không khí không chứa hơi nước được gọi là không khí khô. Gần bề mặt trái đất, không khí khô có 99% nitơ (78% thể tích hoặc 76% khối lượng) và oxy (21% thể tích hoặc 23% khối lượng). 1% còn lại gần như hoàn toàn rơi vào argon. Chỉ 0,08% còn lại đối với khí cacbonic CO2. Nhiều loại khí khác là một phần của không khí trong một phần nghìn, phần triệu và thậm chí là các phần nhỏ hơn một phần trăm. Đó là krypton, xenon, neon, heli, hydro, ozon, iốt, radon, mêtan, amoniac, hydro peroxit, nitơ oxit, v.v ... Thành phần của không khí khô gần bề mặt Trái đất được cho trong Bảng. một.

Bảng 1

Thành phần của không khí khô trong khí quyển gần bề mặt Trái đất

	Nồng độ thể tích,%	Khối lượng phân tử	Tỉ trọng liên quan đến mật độ không khí khô
Oxy (O2)
Điôxít cacbon (CO2)
Krypton (Kr)
Hydro (H2)
Xenon (Xe)
không khí khô

Thành phần phần trăm của không khí khô gần bề mặt trái đất là rất không đổi và thực tế là giống nhau ở mọi nơi. Chỉ có hàm lượng carbon dioxide có thể thay đổi đáng kể. Kết quả của quá trình thở và đốt cháy, hàm lượng thể tích của nó trong không khí của các cơ sở kín, thông gió kém, cũng như các trung tâm công nghiệp, có thể tăng lên vài lần - lên đến 0,1-0,2%. Phần trăm nitơ và oxy thay đổi không đáng kể.

Thành phần của khí quyển thực bao gồm ba thành phần biến đổi quan trọng - hơi nước, ôzôn và khí cacbonic. Hàm lượng hơi nước trong không khí thay đổi đáng kể, không giống như các thành phần khác của không khí: ở bề mặt trái đất, nó thay đổi từ một phần trăm đến vài phần trăm (từ 0,2% ở vĩ độ cực đến 2,5% ở xích đạo, và ở một số các trường hợp hầu như biến động từ 0 đến 4%). Điều này được giải thích bởi thực tế là, trong các điều kiện tồn tại trong khí quyển, hơi nước có thể chuyển sang trạng thái lỏng và rắn và ngược lại, có thể đi vào khí quyển một lần nữa do bốc hơi từ bề mặt trái đất.

Hơi nước liên tục đi vào khí quyển bằng cách bay hơi từ bề mặt nước, từ đất ẩm và thoát hơi nước của thực vật, trong khi ở những nơi khác nhau và vào những thời điểm khác nhau, nó đi vào với số lượng khác nhau. Nó lan lên từ bề mặt trái đất, và được mang theo bởi các dòng không khí từ nơi này đến nơi khác trên Trái đất.

Sự bão hòa có thể xảy ra trong khí quyển. Ở trạng thái này, hơi nước được chứa trong không khí với lượng lớn nhất có thể ở một nhiệt độ nhất định. Hơi nước được gọi là bão hòa(hoặc bão hòa), và không khí chứa nó bão hòa.

Trạng thái bão hòa thường đạt được khi nhiệt độ không khí giảm xuống. Khi đạt đến trạng thái này, sau đó với sự giảm nhiệt độ hơn nữa, một phần hơi nước sẽ trở nên dư thừa và ngưng tụ chuyển sang trạng thái lỏng hoặc rắn. Các giọt nước và tinh thể băng của các đám mây và sương mù xuất hiện trong không khí. Mây có thể bay hơi trở lại; trong những trường hợp khác, các giọt và tinh thể mây, trở nên lớn hơn, có thể rơi xuống bề mặt trái đất dưới dạng kết tủa. Kết quả của tất cả những điều này, hàm lượng hơi nước trong mỗi phần của khí quyển luôn thay đổi.

Các quá trình thời tiết và đặc điểm khí hậu quan trọng nhất có liên quan đến hơi nước trong không khí và sự chuyển đổi của nó từ trạng thái khí sang trạng thái lỏng và rắn. Sự hiện diện của hơi nước trong khí quyển ảnh hưởng đáng kể đến điều kiện nhiệt của khí quyển và bề mặt trái đất. Hơi nước hấp thụ mạnh bức xạ hồng ngoại sóng dài do bề mặt trái đất phát ra. Đến lượt mình, bản thân anh ta phát ra bức xạ hồng ngoại, hầu hết trong số đó đi vào bề mặt trái đất. Điều này làm giảm sự lạnh đi vào ban đêm của bề mặt trái đất và do đó cũng làm giảm các lớp không khí bên dưới.

Một lượng lớn nhiệt được tiêu hao do sự bay hơi của nước từ bề mặt trái đất, và khi hơi nước ngưng tụ trong khí quyển, lượng nhiệt này sẽ được truyền sang không khí. Các đám mây hình thành từ sự ngưng tụ phản xạ và hấp thụ bức xạ mặt trời trên đường tới bề mặt trái đất. Mưa từ các đám mây là một yếu tố thiết yếu của thời tiết và khí hậu. Cuối cùng, sự hiện diện của hơi nước trong khí quyển là rất cần thiết cho các quá trình sinh lý.

Hơi nước, giống như bất kỳ chất khí nào, có tính đàn hồi (áp suất). Áp suất hơi nước e tỷ lệ với mật độ của nó (hàm lượng trên một đơn vị thể tích) và nhiệt độ tuyệt đối của nó. Nó được biểu thị bằng các đơn vị giống như áp suất không khí, tức là hoặc trong milimét thủy ngân, hoặc trong milibar.

Áp suất của hơi nước lúc bão hòa gọi là độ co giãn bão hòa.Đây là áp suất của hơi nước lớn nhất có thể ở một nhiệt độ nhất định. Ví dụ, ở nhiệt độ bão hòa 0 ° độ đàn hồi là 6,1 mb . Đối với mỗi 10 ° nhiệt độ, độ đàn hồi bão hòa tăng lên gần gấp đôi.

Nếu không khí chứa ít hơi nước hơn mức cần thiết để bão hòa nó ở một nhiệt độ nhất định, thì có thể xác định mức độ gần bão hòa của không khí. Để làm điều này, hãy tính toán độ ẩm tương đối.Đây là tên của tỷ lệ co giãn thực tế e hơi nước trong không khí đến độ co giãn bão hòa Eở cùng nhiệt độ, được biểu thị bằng phần trăm, tức là

Ví dụ, ở nhiệt độ 20 °, độ đàn hồi bão hòa là 23,4 mb. Nếu, trong trường hợp này, áp suất hơi thực tế trong không khí là 11,7 mb, thì độ ẩm tương đối của không khí là

Áp suất của hơi nước gần bề mặt trái đất thay đổi từ phần trăm milibar (ở nhiệt độ rất thấp vào mùa đông ở Nam Cực và Yakutia) đến 35 mbi (gần xích đạo). Không khí càng ấm thì càng chứa nhiều hơi nước mà không cần bão hòa và do đó, độ đàn hồi của hơi nước có thể ở trong đó càng lớn.

Độ ẩm tương đối có thể nhận tất cả các giá trị - từ 0 đối với không khí khô hoàn toàn ( e= 0) đến 100% cho trạng thái bão hòa (e = E).

Cách đây chưa đầy 200 năm, bầu khí quyển của trái đất chứa 40% oxy. Ngày nay, không khí chỉ chứa 21% oxy.

Trong công viên thành phố 20,8%

Trong rừng 21,6%

Bằng đường biển 21,9%

Trong căn hộ và văn phòng ít hơn 20%

Các nhà khoa học đã chứng minh rằng lượng oxy giảm 1% dẫn đến hiệu suất làm việc giảm 30%.

Việc thiếu oxy là kết quả của ô tô, khí thải công nghiệp và ô nhiễm. Trong thành phố, lượng oxy ít hơn 1% so với trong rừng.

Nhưng thủ phạm lớn nhất gây ra tình trạng thiếu oxy chính là chính chúng ta. Sau khi xây những ngôi nhà ấm áp và kín mít, sống trong những căn hộ có cửa sổ bằng nhựa, chúng tôi đã bảo vệ mình khỏi không khí trong lành. Với mỗi lần thở ra, làm giảm nồng độ oxy và tăng lượng carbon dioxide. Thường thì hàm lượng oxy trong văn phòng là 18%, trong căn hộ là 19%.

Chất lượng không khí cần thiết để hỗ trợ các quá trình sống của tất cả các sinh vật sống trên Trái đất,

được xác định bởi hàm lượng oxy của nó.

Sự phụ thuộc của chất lượng không khí vào phần trăm oxy trong đó.

Mức độ hàm lượng oxy thoải mái trong không khí

Vùng 3-4: bị giới hạn bởi tiêu chuẩn oxy tối thiểu trong nhà bắt buộc hợp pháp (20,5%) và không khí trong lành "tham khảo" (21%). Đối với không khí đô thị, hàm lượng oxy 20,8% được coi là bình thường.

Mức độ thuận lợi của oxy trong không khí

Vùng 1-2: Mức độ hàm lượng oxy này là đặc trưng cho các khu vực sạch sinh thái, rừng. Hàm lượng ôxy trong không khí trên đại dương có thể lên tới 21,9%

Không đủ oxy trong không khí

Zano 5-6: bị giới hạn bởi mức ôxy tối thiểu cho phép khi một người có thể không có máy thở (18%).

Một người ở trong những căn phòng có không khí như vậy đi kèm với sự mệt mỏi nhanh chóng, buồn ngủ, giảm hoạt động trí óc và đau đầu.

Ở lâu trong phòng có không khí như vậy rất nguy hiểm cho sức khỏe.

Mức oxy trong không khí thấp đến mức nguy hiểm

Vùng 7 trở đi: ở hàm lượng oxy16% chóng mặt, thở nhanh,13% - mất ý thức,12% - những thay đổi không thể đảo ngược trong hoạt động của cơ thể, 7% - tử vong.

Dấu hiệu bên ngoài của tình trạng đói oxy (thiếu oxy)

- màu da xấu đi

- mệt mỏi, giảm hoạt động trí óc, thể chất và tình dục

- trầm cảm, khó chịu, rối loạn giấc ngủ

- nhức đầu

Tiếp xúc lâu dài trong một căn phòng không đủ oxy có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng hơn, bởi vì. oxy chịu trách nhiệm cho tất cả các quá trình trao đổi chất của cơ thể, sau đó hậu quả của việc thiếu oxy là:

Bệnh chuyển hóa

Giảm khả năng miễn dịch

Hệ thống thông gió được tổ chức hợp lý của các cơ sở sống và làm việc có thể là chìa khóa để có được sức khỏe tốt.

Vai trò của ôxy đối với sức khỏe con người. Ôxy:

Tăng hiệu suất tinh thần;

Tăng sức đề kháng của cơ thể chống lại stress và căng thẳng thần kinh;

Hỗ trợ mức độ oxy trong máu;

Cải thiện sự phối hợp công việc của các cơ quan nội tạng;

Tăng khả năng miễn dịch;

Thúc đẩy giảm cân. Tiêu thụ oxy thường xuyên, kết hợp với hoạt động thể chất, dẫn đến hoạt động phân hủy chất béo;

Giấc ngủ bình thường hóa: nó trở nên sâu hơn và dài hơn, thời gian đi vào giấc ngủ và hoạt động thể chất giảm

Kết quả:

Oxy ảnh hưởng đến cuộc sống của chúng ta, và càng nhiều thì cuộc sống của chúng ta càng muôn màu và đa dạng hơn.

Bạn có thể mua bình dưỡng khí hoặc thả mọi thứ và vào sống trong rừng. Nếu điều này không khả dụng với bạn, hãy phát sóng căn hộ hoặc văn phòng của bạn mỗi giờ. Gió, bụi, tiếng ồn cản trở, lắp đặt hệ thống thông gió cung cấp cho bạn không khí trong lành, làm sạch nó khỏi khí thải.

Làm mọi thứ để không khí trong lành trong nhà của bạn và bạn sẽ thấy những thay đổi trong cuộc sống của bạn.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3. Không khí trong không khí.

Chủ đề: Không khí trong khí quyển, thành phần hóa học và sinh lý của nó

ý nghĩa của các thành phần.

Ô nhiễm không khí; ảnh hưởng của chúng đối với sức khỏe cộng đồng.

Kế hoạch bài giảng:

Thành phần hóa học của không khí trong khí quyển.

Vai trò sinh học và ý nghĩa sinh lí của các thành phần cấu tạo: nitơ, oxi, cacbon đioxit, ozon, các khí trơ.

Khái niệm về ô nhiễm khí quyển và các nguồn của chúng.

Tác động của ô nhiễm khí quyển đến sức khoẻ (tác động trực tiếp).

Ảnh hưởng của ô nhiễm khí quyển đến điều kiện sống của dân cư (tác động gián tiếp đến sức khoẻ).

Các câu hỏi về bảo vệ không khí trong khí quyển khỏi bị ô nhiễm.

Vỏ khí của trái đất được gọi là khí quyển. Tổng trọng lượng của khí quyển trái đất là 5,13  10 15 tấn.

Không khí tạo thành bầu khí quyển là hỗn hợp của nhiều loại khí khác nhau. Thành phần của không khí khô ở mực nước biển là:

Bảng số 1

Thành phần của không khí khô ở nhiệt độ 0 0 C và

áp suất 760 mm Hg. Mỹ thuật.

Các thành phần Các thành phần	Thành phần phần trăm bởi âm lượng	Nồng độ tính bằng mg / m 3
Ôxy
Cạc-bon đi-ô-xít
Nitơ oxit

Thành phần của khí quyển trái đất không đổi trên đất liền, trên biển, trong thành phố và nông thôn. Nó cũng không thay đổi theo chiều cao. Cần nhớ rằng chúng ta đang nói về tỷ lệ phần trăm các thành phần không khí ở các độ cao khác nhau. Tuy nhiên, điều này không thể nói về nồng độ trọng lượng của các chất khí. Khi chúng ta đi lên phía trên, mật độ không khí giảm và số lượng phân tử chứa trong một đơn vị không gian cũng giảm theo. Kết quả là nồng độ trọng lượng của khí và áp suất riêng phần của nó giảm.

Chúng ta hãy xem xét các đặc điểm của các thành phần riêng lẻ của không khí.

Thành phần chính của khí quyển là nitơ. Nitơ là một khí trơ. Nó không hỗ trợ quá trình thở và đốt cháy. Trong bầu không khí nitơ, sự sống là không thể.

Nitơ đóng một vai trò sinh học quan trọng. Nitơ không khí được hấp thụ bởi một số loại vi khuẩn và tảo, chúng tạo thành các hợp chất hữu cơ từ nó.

Dưới ảnh hưởng của điện khí quyển, một lượng nhỏ các ion nitơ được hình thành, chúng được rửa sạch khỏi khí quyển bằng cách kết tủa và làm giàu đất bằng muối nitơ và axit nitric. Muối của axit nitơ dưới tác động của vi khuẩn trong đất sẽ biến thành nitrit. Nitrit và muối amoniac được thực vật hấp thụ và phục vụ cho quá trình tổng hợp protein.

Do đó, quá trình biến đổi nitơ trơ của khí quyển thành chất sống của thế giới hữu cơ được thực hiện.

Do thiếu phân đạm có nguồn gốc tự nhiên, nhân loại đã học cách lấy chúng một cách nhân tạo. Một ngành công nghiệp phân đạm đã được tạo ra và đang phát triển, trong đó xử lý nitơ trong khí quyển thành amoniac và phân đạm.

Ý nghĩa sinh học của nitơ không chỉ giới hạn ở việc nó tham gia vào chu trình của các chất nitơ. Nó đóng một vai trò quan trọng như một chất pha loãng oxy trong khí quyển, vì sự sống là không thể trong oxy nguyên chất.

Sự gia tăng hàm lượng nitơ trong không khí gây ra tình trạng thiếu oxy và ngạt do giảm áp suất riêng phần của oxy.

Với sự gia tăng áp suất riêng phần, nitơ thể hiện các đặc tính gây mê. Tuy nhiên, trong bầu không khí thoáng, tác dụng gây mê của nitơ không tự biểu hiện, vì sự dao động nồng độ của nó là không đáng kể.

Thành phần quan trọng nhất của khí quyển là khí oxy (O 2 ) .

Oxy trong hệ mặt trời của chúng ta ở trạng thái tự do chỉ được tìm thấy trên Trái đất.

Nhiều giả thiết đã được đưa ra liên quan đến sự tiến hóa (phát triển) của oxy trên cạn. Lời giải thích được chấp nhận nhiều nhất là phần lớn lượng oxy trong bầu khí quyển hiện đại đến từ quá trình quang hợp trong sinh quyển; và chỉ một lượng nhỏ oxy ban đầu được hình thành do quá trình quang hợp của nước.

Vai trò sinh học của oxy là rất cao. Sự sống là không thể thiếu oxy. Bầu khí quyển của trái đất chứa 1,18  10 15 tấn oxy.

Trong tự nhiên, các quá trình tiêu thụ oxi liên tục diễn ra: hô hấp của con người và động vật, các quá trình cháy, oxi hóa. Đồng thời, các quá trình phục hồi hàm lượng oxy trong không khí (quang hợp) liên tục diễn ra. Thực vật hấp thụ carbon dioxide, phân hủy nó, hấp thụ carbon và giải phóng oxy vào khí quyển. Thực vật thải ra khí quyển 0,5  10 5 triệu tấn oxy. Điều này đủ để bù đắp lượng oxy mất tự nhiên. Do đó, hàm lượng của nó trong không khí là không đổi và chiếm 20,95%.

Dòng chảy liên tục của các khối không khí trộn lẫn tầng đối lưu, đó là lý do tại sao không có sự khác biệt về hàm lượng oxy ở các thành phố và khu vực nông thôn. Nồng độ oxy dao động trong khoảng vài phần mười. Không quan trọng. Tuy nhiên, trong các hố sâu, giếng, hang động, hàm lượng ôxy có thể giảm xuống, vì vậy việc đi xuống chúng rất nguy hiểm.

Với sự giảm áp suất riêng phần của oxy ở người và động vật, hiện tượng đói oxy được quan sát thấy. Sự thay đổi đáng kể áp suất riêng phần của oxy xảy ra khi dâng cao trên mực nước biển. Các hiện tượng thiếu ôxy có thể quan sát được khi leo núi (leo núi, du lịch), khi đi máy bay. Leo lên độ cao 3000m có thể bị say độ cao hoặc say độ cao.

Với việc sống lâu dài ở vùng cao, con người phát sinh chứng nghiện thiếu oxy và tình trạng thích nghi xảy ra.

Áp suất riêng phần cao của oxy không có lợi cho con người. Ở áp suất riêng phần lớn hơn 600 mm, dung tích sống của phổi giảm. Hít phải oxy nguyên chất (áp suất riêng phần 760 mm) gây phù phổi, viêm phổi, co giật.

Trong điều kiện tự nhiên, hàm lượng oxi trong không khí không tăng.

Khí quyển là một phần không thể thiếu của khí quyển. Khối lượng của nó là 3,5 tỷ tấn. Hàm lượng ôzôn trong khí quyển thay đổi theo các mùa trong năm: mùa xuân cao, mùa thu thấp. Hàm lượng ôzôn phụ thuộc vào vĩ độ của khu vực: càng gần xích đạo, nó càng thấp. Nồng độ ôzôn có sự thay đổi hàng ngày: nó đạt cực đại vào buổi trưa.

Nồng độ ôzôn phân bố không đều theo chiều cao. Hàm lượng cao nhất của nó được quan sát ở độ cao 20-30 km.

Ozone liên tục được tạo ra trong tầng bình lưu. Dưới tác động của bức xạ tia cực tím từ mặt trời, các phân tử oxy phân ly (phân hủy) để tạo thành oxy nguyên tử. Các nguyên tử oxy tái kết hợp (kết hợp) với các phân tử oxy và tạo thành ozon (O 3). Ở độ cao trên và dưới 20-30 km, quá trình quang hợp (hình thành) ôzôn bị chậm lại.

Sự hiện diện của tầng ôzôn trong khí quyển có tầm quan trọng lớn đối với sự tồn tại của sự sống trên Trái đất.

Ôzôn làm trì hoãn phần sóng ngắn của phổ bức xạ mặt trời, không truyền sóng ngắn hơn 290 nm (nanomet). Nếu không có ôzôn, sự sống trên trái đất sẽ là không thể, do tác động hủy diệt của bức xạ cực tím ngắn đối với tất cả các sinh vật.

Ozone cũng hấp thụ bức xạ hồng ngoại có bước sóng 9,5 micrômét (microns). Do đó, ozone giữ khoảng 20% ​​bức xạ nhiệt của trái đất, làm giảm sự mất nhiệt của nó. Nếu không có ôzôn, nhiệt độ tuyệt đối của Trái đất sẽ thấp hơn 7 0.

Ở tầng dưới của khí quyển - tầng đối lưu, ozone được đưa từ tầng bình lưu do sự trộn lẫn của các khối khí. Với sự pha trộn yếu, nồng độ ôzôn trên bề mặt trái đất giảm xuống. Sự gia tăng ôzôn trong không khí được quan sát thấy trong một cơn giông là kết quả của sự phóng điện trong khí quyển và sự gia tăng sự hỗn loạn (trộn lẫn) của bầu khí quyển.

Đồng thời, sự gia tăng đáng kể nồng độ ozone trong không khí là kết quả của quá trình oxy hóa quang hóa các chất hữu cơ đi vào bầu khí quyển cùng với khí thải xe cộ và khí thải công nghiệp. Ozone là một trong những chất độc hại. Ozone có tác dụng kích thích niêm mạc mắt, mũi, họng ở nồng độ 0,2-1 mg / m 3.

carbon dioxide (CO 2 ) được tìm thấy trong khí quyển với nồng độ 0,03%. Tổng lượng của nó là 2330 tỷ tấn. Một lượng lớn carbon dioxide được tìm thấy ở dạng hòa tan trong nước biển và đại dương. Ở dạng liên kết, nó là một phần của đá dolomit và đá vôi.

Bầu khí quyển liên tục được bổ sung carbon dioxide là kết quả của các quá trình quan trọng của cơ thể sống, quá trình đốt cháy, phân hủy và lên men. Một người thải ra 580 lít khí cacbonic mỗi ngày. Một lượng lớn khí cacbonic được giải phóng trong quá trình phân hủy đá vôi.

Bất chấp sự hiện diện của nhiều nguồn hình thành, không có sự tích tụ đáng kể của carbon dioxide trong không khí. Khí cacbonic liên tục được thực vật đồng hóa (đồng hóa) trong quá trình quang hợp.

Ngoài thực vật, biển và đại dương là cơ quan điều chỉnh lượng carbon dioxide trong khí quyển. Khi áp suất riêng phần của khí cacbonic trong không khí tăng lên, nó sẽ hòa tan trong nước, và khi giảm xuống, nó được giải phóng vào khí quyển.

Trong bầu khí quyển bề mặt, nồng độ carbon dioxide được quan sát thấy có những dao động nhỏ: nó thấp hơn đại dương so với trên đất liền; trong rừng cao hơn ngoài đồng; trong thành phố cao hơn ở ngoài thành phố.

Khí cacbonic có vai trò quan trọng đối với sự sống của động vật và con người. Nó kích thích trung tâm hô hấp.

Có một số lượng trong không khí khí trơ: argon, neon, heli, krypton và xenon. Các khí này thuộc nhóm 0 của bảng tuần hoàn, không phản ứng với các nguyên tố khác và trơ về mặt hóa học.

Khí trơ là chất ma tuý. Tính chất ma tuý của chúng được thể hiện ở áp suất khí quyển cao. Trong bầu không khí mở, các đặc tính gây mê của khí trơ không thể tự biểu hiện ra ngoài.

Ngoài các bộ phận cấu thành của khí quyển, nó còn chứa nhiều tạp chất khác nhau có nguồn gốc tự nhiên và ô nhiễm do các hoạt động của con người gây ra.

Các tạp chất có trong không khí ngoài thành phần hóa học tự nhiên của nó được gọi là ô nhiễm không khí.

Ô nhiễm khí quyển được chia thành tự nhiên và nhân tạo.

Ô nhiễm tự nhiên bao gồm các tạp chất xâm nhập vào không khí do kết quả của các quá trình tự nhiên (thực vật, bụi đất, núi lửa phun, bụi vũ trụ).

Ô nhiễm khí quyển nhân tạo được hình thành do kết quả của các hoạt động sản xuất của con người.

Các nguồn nhân tạo gây ô nhiễm khí quyển được chia thành 4 nhóm:

chuyên chở;

ngành công nghiệp;

kỹ thuật nhiệt điện;

đốt rác.

Chúng ta hãy xem mô tả ngắn gọn của họ.

Đặc điểm của tình hình hiện nay là khối lượng khí thải giao thông đường bộ vượt quá khối lượng khí thải từ các doanh nghiệp công nghiệp.

Một chiếc ô tô thải hơn 200 hợp chất hóa học vào không khí. Mỗi chiếc ô tô tiêu thụ trung bình 2 tấn nhiên liệu và 30 tấn không khí mỗi năm, đồng thời thải ra 700 kg carbon monoxide (CO), 230 kg hydrocacbon chưa cháy, 40 kg nitơ oxit (NO 2) và 2-5 kg Của chất rắn vào khí quyển.

Thành phố hiện đại đã bão hòa với các phương thức vận tải khác: đường sắt, đường thủy và đường hàng không. Tổng lượng khí thải ra môi trường từ các phương thức vận tải có xu hướng không ngừng gia tăng.

Doanh nghiệp công nghiệp chỉ đứng sau vận tải về mức độ tàn phá môi trường.

Các doanh nghiệp luyện kim màu và luyện kim màu, các ngành công nghiệp hóa dầu và luyện cốc, cũng như các doanh nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng nhất. Chúng thải ra hàng chục tấn muội, bụi, kim loại và các hợp chất của chúng (đồng, kẽm, chì, niken, thiếc, v.v.) vào bầu khí quyển.

Đi vào khí quyển, các kim loại gây ô nhiễm đất, tích tụ trong đó, xâm nhập vào nước của các hồ chứa.

Ở những khu vực có các xí nghiệp công nghiệp, dân cư có nguy cơ bị ảnh hưởng xấu của ô nhiễm khí quyển.

Ngoài các hạt rắn, công nghiệp còn thải ra không khí nhiều loại khí khác nhau: anhydrit sunfuaric, cacbon monoxit, nitơ oxit, hydro sunfua, hydrocacbon, khí phóng xạ.

Các chất ô nhiễm có thể tồn tại lâu dài trong môi trường và có tác hại đối với cơ thể con người.

Ví dụ, hydrocacbon tồn tại trong môi trường đến 16 năm, tham gia tích cực vào các quá trình quang hóa trong không khí với sự hình thành sương mù độc hại.

Ô nhiễm không khí lớn được quan sát thấy trong quá trình đốt nhiên liệu rắn và lỏng tại các nhà máy nhiệt điện. Chúng là nguồn ô nhiễm không khí chính với lưu huỳnh và nitơ oxit, cacbon monoxit, bồ hóng và bụi. Các nguồn này được đặc trưng bởi ô nhiễm không khí lớn.

Hiện nay, người ta đã biết nhiều sự thật về tác động xấu của ô nhiễm khí quyển đối với sức khỏe con người.

Ô nhiễm không khí có cả tác động cấp tính và mãn tính đối với cơ thể con người.

Ví dụ về tác động cấp tính của ô nhiễm khí quyển đối với sức khỏe cộng đồng là sương mù độc hại. Nồng độ các chất độc hại trong không khí tăng lên trong điều kiện khí tượng bất lợi.

Sương mù độc hại đầu tiên được đăng ký ở Bỉ vào năm 1930. Vài trăm người bị thương, 60 người chết. Sau đó, những trường hợp tương tự được lặp lại: vào năm 1948 tại thành phố Donora của Mỹ. 6.000 người bị ảnh hưởng. Năm 1952, 4.000 người chết vì Sương mù lớn ở London. Năm 1962, 750 người London chết vì lý do tương tự. Năm 1970, 10 nghìn người phải hứng chịu khói mù ở thủ đô Tokyo (Tokyo) của Nhật Bản, năm 1971 là 28 nghìn người.

Bên cạnh những thảm họa được liệt kê ở trên, việc phân tích tài liệu nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước thu hút sự chú ý đến sự gia tăng tỷ lệ mắc bệnh chung của dân số do ô nhiễm khí quyển.

Các nghiên cứu được thực hiện trong kế hoạch này cho phép chúng tôi kết luận rằng do tác động của ô nhiễm khí quyển ở các trung tâm công nghiệp, có sự gia tăng:

tử vong chung do các bệnh tim mạch và hô hấp;

bệnh tật cấp tính không đặc hiệu của đường hô hấp trên;

viêm phế quản mãn tính;

hen phế quản;

Khí phổi thủng;

ung thư phổi;

giảm tuổi thọ và hoạt động sáng tạo.

Ngoài ra, hiện nay, phân tích toán học đã phát hiện ra mối tương quan có ý nghĩa thống kê giữa mức độ mắc bệnh của dân số với các bệnh về máu, cơ quan tiêu hóa, bệnh ngoài da và mức độ ô nhiễm không khí trong khí quyển.

Các cơ quan hô hấp, hệ tiêu hóa và da là “cửa ra vào” của các chất độc hại và là mục tiêu tác động trực tiếp và gián tiếp của chúng.

Tác động của ô nhiễm khí quyển đến điều kiện sống được coi là tác động gián tiếp (gián tiếp) của ô nhiễm khí quyển đối với sức khoẻ của người dân.

Nó bao gồm:

giảm độ chiếu sáng chung;

giảm bức xạ tia cực tím từ mặt trời;

điều kiện khí hậu thay đổi;

sự suy thoái của điều kiện sống;

tác động tiêu cực đến không gian xanh;

tác động tiêu cực đến động vật.

Các chất gây ô nhiễm bầu khí quyển gây ra thiệt hại lớn cho các công trình, cấu trúc, vật liệu xây dựng.

Tổng thiệt hại kinh tế đối với Hoa Kỳ do các chất gây ô nhiễm không khí, bao gồm tác động của chúng đối với sức khỏe con người, vật liệu xây dựng, kim loại, vải, da, giấy, sơn, cao su và các vật liệu khác, là 15-20 tỷ đô la mỗi năm.

Tất cả những điều trên chỉ ra rằng việc bảo vệ bầu không khí khỏi bị ô nhiễm là một vấn đề cực kỳ quan trọng và là đối tượng được các chuyên gia ở tất cả các quốc gia trên thế giới quan tâm.

Tất cả các biện pháp bảo vệ không khí trong khí quyển cần được thực hiện một cách toàn diện trong một số lĩnh vực:

Các biện pháp lập pháp. Đây là những luật được chính phủ nước này thông qua nhằm mục đích bảo vệ môi trường không khí;

Bố trí hợp lý các khu công nghiệp và khu dân cư;

Các biện pháp công nghệ nhằm giảm phát thải vào khí quyển;

Các biện pháp vệ sinh;

Xây dựng các tiêu chuẩn vệ sinh đối với không khí trong khí quyển;

Kiểm soát độ tinh khiết của không khí trong khí quyển;

Kiểm soát công việc của các xí nghiệp công nghiệp;

Cải tạo các khu dân cư, cảnh quan, tưới nước, tạo khoảng cách bảo vệ giữa các xí nghiệp công nghiệp và các cụm dân cư.

Ngoài các biện pháp được liệt kê trong kế hoạch nội bộ, các chương trình giữa các tiểu bang để bảo vệ không khí trong khí quyển hiện đang được phát triển và thực hiện rộng rãi.

Vấn đề bảo vệ lưu vực không khí được giải quyết trong một số tổ chức quốc tế - WHO, LHQ, UNESCO và các tổ chức khác.

Không khí tạo nên bầu khí quyển của trái đất là một hỗn hợp của các chất khí. Không khí khô có chứa: oxy 20,95%, nitơ 78,09%, carbon dioxide 0,03%. Ngoài ra, không khí trong khí quyển còn chứa argon, heli, neon, krypton, hydro, xenon và các khí khác. Ôzôn, ôxít nitric, iốt, mêtan và hơi nước có một lượng nhỏ trong không khí.

Ngoài các thành phần không đổi của khí quyển, nó còn chứa nhiều loại ô nhiễm do hoạt động sản xuất của con người đưa vào khí quyển.

1. Thành phần quan trọng của không khí trong khí quyển là ôxy , lượng trong đó trong khí quyển trái đất là 1,18 × 10 15 tấn. Hàm lượng oxy không đổi được duy trì do các quá trình trao đổi liên tục trong tự nhiên. Một mặt, oxy được tiêu thụ trong quá trình hô hấp của con người và động vật, được dùng để duy trì các quá trình đốt cháy và oxy hóa, mặt khác, nó đi vào khí quyển do quá trình quang hợp của thực vật. Thực vật đất và thực vật phù du của đại dương phục hồi hoàn toàn lượng oxy tự nhiên bị mất đi. Với sự giảm áp suất riêng phần của oxy, hiện tượng đói oxy có thể phát triển, điều này được quan sát thấy khi đi lên độ cao. Mức tới hạn là áp suất riêng phần của oxy dưới 110 mm Hg. Mỹ thuật. Giảm áp suất riêng phần của oxy đến 50-60 mm Hg. Mỹ thuật. thường không tương thích với cuộc sống. Dưới tác động của bức xạ UV sóng ngắn có bước sóng nhỏ hơn 200 nm, các phân tử oxy phân ly tạo thành oxy nguyên tử. Các nguyên tử oxy mới được tạo thành được thêm vào công thức trung hòa của oxy, tạo thành khí quyển . Đồng thời với sự hình thành của ôzôn, sự phân rã của nó xảy ra. Ý nghĩa sinh học chung của ozon là rất lớn: nó hấp thụ bức xạ tia cực tím sóng ngắn, có ảnh hưởng bất lợi đến các đối tượng sinh học. Đồng thời, ôzôn hấp thụ bức xạ hồng ngoại từ Trái đất, và do đó ngăn cản việc làm lạnh quá mức bề mặt của nó. Nồng độ ôzôn phân bố không đều theo chiều cao. Lượng lớn nhất của nó được ghi nhận là ở độ cao 20 - 30 km tính từ bề mặt Trái đất.

2. Nitơ về hàm lượng định lượng, nó là thành phần quan trọng nhất của không khí trong khí quyển, nó thuộc về khí trơ. Sự sống là không thể trong bầu không khí nitơ. Nitơ không khí được đồng hóa bởi một số loại vi khuẩn đất (vi khuẩn cố định nitơ), cũng như tảo xanh lam; dưới ảnh hưởng của phóng điện, nó biến thành các oxit nitơ, khi rơi ra ngoài cùng với lượng mưa trong khí quyển, làm giàu đất bằng các muối của axit nitơ và nitric. Dưới tác động của vi khuẩn đất, muối axit nitơ được chuyển hóa thành muối axit nitric, sau đó được cây trồng hấp thụ và phục vụ cho quá trình tổng hợp protein. Cùng với quá trình đồng hóa nitơ trong tự nhiên, nó được thải vào khí quyển. Nitơ tự do được hình thành trong quá trình đốt cháy gỗ, than đá, dầu mỏ; một lượng nhỏ nó được hình thành trong quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ. Như vậy, trong tự nhiên có một vòng tuần hoàn liên tục, kết quả là nitơ của khí quyển được chuyển hóa thành các hợp chất hữu cơ, được phục hồi và đi vào khí quyển, sau đó lại bị ràng buộc bởi các vật thể sinh học.

Nitơ cần thiết như một chất pha loãng oxy, vì hít thở oxy tinh khiết dẫn đến những thay đổi không thể đảo ngược trong cơ thể.

Tuy nhiên, hàm lượng nitơ tăng lên trong không khí hít vào góp phần gây ra tình trạng thiếu oxy do giảm áp suất riêng phần của oxy. Với sự gia tăng hàm lượng nitơ trong không khí lên 93%, cái chết sẽ xảy ra.

Ngoài nitơ, các khí trơ của không khí bao gồm argon, neon, helium, krypton và xenon. Về mặt hóa học, các khí này là trơ, chúng hòa tan trong dịch cơ thể tùy thuộc vào áp suất riêng phần, lượng tuyệt đối của các khí này trong máu và các mô của cơ thể là không đáng kể.

3. Thành phần quan trọng của không khí trong khí quyển là cạc-bon đi-ô-xít (khí cacbonic, axit cacbonic). Trong tự nhiên, carbon dioxide ở trạng thái tự do và liên kết với khối lượng 146 tỷ tấn, trong đó chỉ 1,8% tổng lượng của nó được chứa trong không khí. Phần lớn (lên đến 70%) ở trạng thái hòa tan trong nước biển và đại dương. Một số hợp chất khoáng, đá vôi và đá dolomit chứa khoảng 22% tổng lượng điôxít và cacbon. Phần còn lại rơi vào thế giới động thực vật, than đá, dầu mỏ và đất mùn.

Trong điều kiện tự nhiên liên tục diễn ra các quá trình thải và hấp thụ khí cacbonic. Nó được thải vào khí quyển do quá trình hô hấp của con người và động vật, quá trình đốt cháy, phân hủy và lên men, trong quá trình rang công nghiệp đá vôi và đá dolomit, v.v. Đồng thời, quá trình đồng hóa khí cacbonic đang diễn ra trong tự nhiên, được thực vật hấp thụ trong quá trình quang hợp.

Khí cacbonic có vai trò quan trọng đối với sự sống của động vật và con người, là tác nhân gây bệnh sinh lý của trung khu hô hấp.

Khi hít phải khí cacbonic với nồng độ cao, quá trình oxy hóa khử trong cơ thể bị rối loạn. Với sự gia tăng hàm lượng của nó trong không khí hít vào lên đến 4%, các triệu chứng đau đầu, ù tai, đánh trống ngực và trạng thái phấn khích được ghi nhận; ở mức 8% tử vong xảy ra.

Từ quan điểm vệ sinh, hàm lượng carbon dioxide là một chỉ số quan trọng để đánh giá mức độ trong sạch của không khí trong các tòa nhà dân cư và công cộng. Sự tích tụ của một lượng lớn nó trong không khí trong nhà cho thấy các vấn đề vệ sinh (đông đúc, thông gió kém).

Trong điều kiện bình thường, với sự thông gió tự nhiên của khuôn viên và sự xâm nhập của không khí ngoài trời qua các lỗ rỗng của vật liệu xây dựng, hàm lượng khí cacbonic trong không khí của khuôn viên nhà ở không vượt quá 0,2%. Với sự gia tăng sự tập trung của nó trong phòng, có thể ghi nhận sự suy giảm sức khỏe của một người, giảm khả năng làm việc. Điều này được giải thích bởi thực tế là đồng thời với sự gia tăng lượng carbon dioxide trong không khí của các tòa nhà dân cư và công cộng, các đặc tính khác của không khí trở nên xấu đi: nhiệt độ và độ ẩm của nó tăng lên, các sản phẩm khí của hoạt động sống của con người xuất hiện, do đó- được gọi là anthropotoxins (mercaptan, indole, hydrogen sulfide, amoniac).

Với sự gia tăng hàm lượng CO 2 trong không khí và sự suy giảm điều kiện khí tượng trong các tòa nhà dân cư và công cộng, chế độ ion hóa của không khí thay đổi (tăng số lượng ion nặng và giảm số lượng ion nhẹ), được giải thích là do sự hấp thụ các ion nhẹ trong quá trình thở và tiếp xúc với da, cũng như hấp thụ các ion nặng với không khí thở ra.

Nồng độ tối đa cho phép của carbon dioxide trong không khí của các cơ sở y tế nên được coi là 0,07%, trong không khí của các tòa nhà dân cư và công cộng - 0,1%. Giá trị thứ hai được tính toán khi xác định hiệu quả của hệ thống thông gió trong các tòa nhà dân cư và công cộng.

4. Ngoài các thành phần chính, không khí trong khí quyển còn chứa các khí thoát ra do kết quả của các quá trình tự nhiên xảy ra trên bề mặt Trái đất và trong khí quyển.

Hydrogen chứa trong không khí với một lượng 0,00005%. Nó được hình thành ở các tầng cao của khí quyển do sự phân hủy quang hóa của các phân tử nước thành oxy và hydro. Hydro không hỗ trợ quá trình hô hấp, ở trạng thái tự do nó không được hấp thụ và không được các đối tượng sinh vật thải ra. Ngoài hydro, không khí trong khí quyển còn chứa một lượng nhỏ metan; thường nồng độ khí mêtan trong không khí không vượt quá 0,00022%. Mêtan được giải phóng trong quá trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ. Là một phần không thể thiếu, nó là một phần của khí đốt tự nhiên và khí đốt từ các giếng dầu. Khi hít phải không khí chứa khí metan với nồng độ cao, có thể tử vong do ngạt.

Là một sản phẩm phân hủy của các chất hữu cơ, một lượng nhỏ amoniac. Nồng độ của nó phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm của khu vực với nước thải và khí thải hữu cơ. Vào mùa đông, do quá trình phân hủy diễn ra chậm lại, nồng độ amoniac thấp hơn một chút so với mùa hè. Trong quá trình yếm khí phân hủy các chất hữu cơ chứa lưu huỳnh, sự hình thành hydro sunfua, mà ở nồng độ thấp, không khí có mùi khó chịu. Trong không khí, iốt và hydro peroxit có thể được tìm thấy ở nồng độ nhỏ. Iốt đi vào không khí khí quyển do sự hiện diện của các giọt nhỏ nhất của nước biển và rong biển. Do sự tương tác của tia UV với các phân tử không khí, oxy già; cùng với ozone, nó góp phần vào quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong khí quyển.

Trong khí quyển là vật chất lơ lửng, được biểu thị bằng bụi có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo. Thành phần của bụi tự nhiên bao gồm bụi vũ trụ, núi lửa, mặt đất, bụi biển và bụi sinh ra khi cháy rừng.

Các quá trình tự nhiên đóng một vai trò quan trọng trong việc giải phóng khí quyển khỏi các chất rắn lơ lửng. tự làm sạch, trong đó sự pha loãng ô nhiễm bởi các dòng không khí đối lưu gần bề mặt Trái đất có tầm quan trọng đáng kể. Một yếu tố thiết yếu của quá trình tự làm sạch bầu khí quyển là sự kết tủa của các hạt bụi lớn và muội than từ không khí (lắng cặn). Khi độ cao tăng lên, lượng bụi giảm; ở độ cao 7 - 8 km so với bề mặt Trái đất, không có bụi có nguồn gốc trên cạn. Có ý nghĩa Kết tủa đóng vai trò trong quá trình tự làm sạch, làm tăng lượng muội và bụi lắng xuống. Hàm lượng bụi trong không khí bị ảnh hưởng bởi các điều kiện khí tượng và sự phân tán của sol khí. Bụi thô có đường kính hạt trên 10 micron rơi ra ngoài nhanh chóng, bụi mịn có đường kính hạt nhỏ hơn 0,1 micron thực tế không rơi ra ngoài và ở trạng thái lơ lửng.