हम जिस हवा में सांस लेते हैं उसमें ऑक्सीजन का प्रतिशत। वायु की गैस संरचना के लिए आवश्यकताएँ

फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान - वायुकोशीय वायु और रक्त के बीच प्रसार द्वारा गैसों का आदान-प्रदान। यह एल्वियोली और उनके निकटतम श्वसन पथ के संक्रमण क्षेत्र के तत्वों में प्रक्रियाओं का एक सेट है: ब्रोन्किओल्स, वायुकोशीय थैली।

वायुमंडलीय वायु में लगभग 21% ऑक्सीजन, लगभग 79% नाइट्रोजन, लगभग 0.03% कार्बन डाइऑक्साइड, थोड़ी मात्रा में जल वाष्प और अक्रिय गैसें होती हैं। यह वह हवा है जिसमें हम सांस लेते हैं, और इसे हम कहते हैं साँस लेनाहम जिस वायु को बाहर छोड़ते हैं उसे कहते हैं साँस छोड़ी।इसकी संरचना साँस ली गई हवा की तुलना में अलग है: 16.3% ऑक्सीजन, लगभग 79% नाइट्रोजन, लगभग 4% कार्बन डाइऑक्साइड, आदि। साँस ली गई और छोड़ी गई हवा में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की अलग-अलग सामग्री को फेफड़ों में गैसों के आदान-प्रदान द्वारा समझाया गया है।

फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान तब होता है जब प्रसारएल्वियोली और रक्त केशिकाओं की दीवारों के बीच अंतर के कारण गैसें आंशिक दबाववायुकोशीय वायु और रक्त में O2 और CO2।

वायुकोशीय वायु और रक्त में O2 और CO2 का आंशिक दबाव

फेफड़ों में तेजी से गैस विनिमय के लिए, वायुकोशीय वायु में गैसों के आंशिक दबाव और रक्त में उनके तनाव के बीच का अंतर O2 के लिए लगभग 70 मिमी एचजी है। सेंट, के लिए CO2 - लगभग 7 मिमी एचजी। कला।

गैस परिवहन- O2 का फेफड़ों से कोशिकाओं तक और CO2 का कोशिकाओं से फेफड़ों तक स्थानांतरण।

यह चरण परिसंचरण तंत्र द्वारा संचालित होता है, और वाहन रक्त है। श्वसन गैसों के घुलनशीलता गुणांक अलग-अलग होते हैं (O2 - 0.022, CO2 - 0.53), इसलिए उनका परिवहन अलग-अलग तरीके से होता है। ऑक्सीजन परिवहनमुख्य ऑक्सीजन वाहक - रक्त में हीमोग्लोबिन द्वारा प्रदान किया जाता है, और O2 का एक बहुत छोटा हिस्सा प्लाज्मा में घुल जाता है। एक हीमोग्लोबिन अणु में एक ग्लोबिन अणु और 4 हीम अणु होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक लौह लौह परमाणु होता है, एक ऑक्सीजन अणु को बांधता है: Hb + 4O2 = HbO8। ऑक्सीहीमोग्लोबिन के निर्माण के साथ हीमोग्लोबिन में ऑक्सीजन का जुड़ाव 70-73 मिमी एचजी के आंशिक दबाव पर होता है। कला। एक ग्राम हीमोग्लोबिन में 1.34 मिली जोड़ा जा सकता है। ऑक्सीजन. के लिए कार्बन डाइऑक्साइड परिवहनरक्त द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड को स्थानांतरित करने के तीन तरीके हैं: 1) विघटित अवस्था में - 5%; 2) कार्बेमोग्लोबिन के रूप में - 10-20%; 3) कार्बोनेट (मुख्य रूप से सोडियम और पोटेशियम बाइकार्बोनेट) के रूप में - 85%।

ऊतकों में गैस विनिमयकेशिकाओं में रक्त और ऊतकों के बीच प्रसार द्वारा गैस विनिमय। यह चरण रक्त और ऊतकों में गैसों के तनाव के कारण होता है (O2 के लिए - लगभग 70 मिमी Hg, CO2 के लिए - लगभग 7 मिमी Hg. सेंट) और यह प्रसार के कारण भी होता है। ऊतकों में, वोल्टेज अंतर जैविक ऑक्सीकरण की निरंतर प्रक्रिया द्वारा बनाए रखा जाता है।

ऊतक श्वसन- कोशिकाओं द्वारा 02 की खपत और उनके द्वारा CO2 का विमोचन। यह CO2 और H2O के निर्माण के साथ कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण और जीवन के लिए ऊर्जा प्राप्त करने के लिए कोशिकाओं द्वारा ऑक्सीजन का उपयोग करने की एक बहु-चरण एंजाइमेटिक प्रक्रिया है। कोशिकाओं में, ऑक्सीजन माइटोकॉन्ड्रिया तक पहुंचाई जाती है, जहां कार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण और एटीपी का संश्लेषण होता है। जैव रसायन द्वारा कोशिकीय श्वसन का अधिक विस्तार से अध्ययन किया जाता है।

श्वास के मुख्य संकेतक

ऐसे कई संकेतक हैं जो फेफड़ों की कार्यात्मक स्थिति को दर्शाते हैं, उन्हें स्पाइरोमीटर नामक एक विशेष उपकरण का उपयोग करके मापा जाता है। मूल रूप से फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता (वीसी) निर्धारित करें। फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमताहवा की वह सबसे बड़ी मात्रा है जिसे कोई व्यक्ति यथासंभव गहरी सांस लेने के बाद बाहर निकाल सकता है। इस सूचक में ऐसे वॉल्यूम शामिल हैं:

1) ज्वार की मात्रा (पहले ) - हवा की मात्रा जो एक व्यक्ति शांत साँस लेने के दौरान अंदर लेता है और छोड़ता है (लगभग 500 मिली)

2) अतिरिक्त मात्रा (टीआरपी), या प्रेरणात्मक आरक्षित मात्राशांत साँस की समाप्ति के बाद ली जा सकने वाली हवा की अधिकतम मात्रा (लगभग 1500-2000 मिली)

3) निःश्वसन आरक्षित मात्रा (आरओ ) - शांत साँस छोड़ने के बाद निकलने वाली हवा की अधिकतम मात्रा (1000-1500 मिली)

कुलपति = को(0.5 एल) + टीआरपी(1.5-2 एल) + आरओ(1.5 लीटर) = 3.5-4 लीटर

आम तौर पर, वीसी फेफड़ों की कुल क्षमता का लगभग 3/4 होता है और अधिकतम मात्रा को दर्शाता है जिसके भीतर एक व्यक्ति अपनी सांस लेने की गहराई को बदल सकता है। वीसी पर निर्भर करता है आयु(उम्र के साथ फेफड़ों की लोच में कमी के कारण कमी आती है), लिंग (वीमहिलाएं - 3-3.5 लीटर, पुरुष - 3.5-4.8 लीटर), शारीरिक विकास(शारीरिक रूप से प्रशिक्षित लोगों के लिए - 6-7 लीटर), शरीर की स्थिति(अधिक लंबवत) विकास(युवा लोगों के लिए, यह निर्भरता सूत्र द्वारा व्यक्त की जाती है: वीसी = 2.5 × ऊंचाई मीटर में), आदि।

के साथ साथ अवशिष्ट मात्रा,अर्थात्, गहरी साँस छोड़ने के बाद फेफड़ों में जो वायु की मात्रा शेष रहती है, उससे VC बनता है फेफड़ों की कुल क्षमता(हरा)।

वायुमंडलीय वायु के मुख्य घटक ऑक्सीजन (लगभग 21%), नाइट्रोजन (78%), कार्बन डाइऑक्साइड (0.03-0.04%), जल वाष्प, अक्रिय गैसें, ओजोन, हाइड्रोजन पेरोक्साइड (लगभग 1%) हैं।

ऑक्सीजन वायु का सबसे अभिन्न अंग है। इसकी प्रत्यक्ष भागीदारी से मानव और पशु शरीर में सभी ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं आगे बढ़ती हैं। आराम करने पर, एक व्यक्ति प्रति मिनट लगभग 350 मिलीलीटर ऑक्सीजन की खपत करता है, और भारी शारीरिक कार्य के दौरान, खपत की गई ऑक्सीजन की मात्रा कई गुना बढ़ जाती है।

साँस ली गई हवा में 20.7-20.9% ऑक्सीजन होती है, और निकाली गई हवा में लगभग 15-16% होती है। इस प्रकार, शरीर के ऊतक साँस की हवा की संरचना में मौजूद ऑक्सीजन का लगभग 1/4 भाग अवशोषित करते हैं।

वायुमंडल में, ऑक्सीजन सामग्री में महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं होता है। पौधे कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं और इसे तोड़कर कार्बन को अवशोषित करते हैं, जबकि उत्सर्जित ऑक्सीजन को वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है। ऑक्सीजन निर्माण का स्रोत सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में ऊपरी वायुमंडल में जल वाष्प का फोटोकैमिकल अपघटन भी है। वायुमंडलीय वायु की निरंतर संरचना सुनिश्चित करने में, वायुमंडल की निचली परतों में वायु प्रवाह का मिश्रण भी महत्वपूर्ण है। अपवाद भली भांति बंद करके सील किए गए कमरे हैं, जहां लोगों के लंबे समय तक रहने के कारण ऑक्सीजन की मात्रा काफी कम हो सकती है (पनडुब्बियां, आश्रय, दबाव वाले विमान केबिन, आदि)।

शरीर के लिए, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव * महत्वपूर्ण है, न कि साँस की हवा में इसकी पूर्ण सामग्री। यह इस तथ्य के कारण है कि वायुकोशीय वायु से रक्त में और रक्त से ऊतक द्रव में ऑक्सीजन का संक्रमण आंशिक दबाव में अंतर के प्रभाव में होता है। समुद्र तल से ऊंचाई बढ़ने के साथ ऑक्सीजन का आंशिक दबाव कम हो जाता है (तालिका 1)।

तालिका 1. विभिन्न ऊंचाई पर ऑक्सीजन का आंशिक दबाव

ऑक्सीजन भुखमरी (ऑक्सीजन टेंट, इन्हेलर) के साथ होने वाली बीमारियों के इलाज के लिए ऑक्सीजन का उपयोग बहुत महत्वपूर्ण है।

कार्बन डाईऑक्साइड। वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा काफी स्थिर है। इस स्थिरता को प्रकृति में इसके परिसंचरण द्वारा समझाया गया है। इस तथ्य के बावजूद कि क्षय की प्रक्रियाएं और जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई के साथ होती है, वायुमंडल में इसकी सामग्री में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती है, क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड पौधों द्वारा अवशोषित होता है। इसी समय, कार्बन कार्बनिक पदार्थों के निर्माण में जाता है, और ऑक्सीजन वायुमंडल में प्रवेश करती है। साँस छोड़ने वाली हवा में 4.4% तक कार्बन डाइऑक्साइड होता है।

कार्बन डाइऑक्साइड श्वसन केंद्र का एक शारीरिक प्रेरक एजेंट है, इसलिए, कृत्रिम श्वसन के दौरान, यह हवा में थोड़ी मात्रा में मिलाया जाता है। बड़ी मात्रा में, इसका मादक प्रभाव हो सकता है और मृत्यु हो सकती है।

कार्बन डाइऑक्साइड का भी स्वास्थ्यकर महत्व है। इसकी सामग्री के अनुसार, आवासीय और सार्वजनिक परिसरों (यानी, परिसर जहां लोग स्थित हैं) में हवा की शुद्धता का आकलन किया जाता है। खराब हवादार कमरों में लोगों के जमा होने से, हवा में कार्बन डाइऑक्साइड के जमा होने के समानांतर, अन्य मानव अपशिष्ट उत्पादों की मात्रा बढ़ जाती है, हवा का तापमान बढ़ जाता है और इसकी आर्द्रता बढ़ जाती है।

यह स्थापित किया गया है कि यदि घर के अंदर की हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा 0.07-0.1% से अधिक हो जाती है, तो हवा एक अप्रिय गंध प्राप्त कर लेती है और शरीर की कार्यात्मक स्थिति को बाधित कर सकती है।

आवासीय परिसर में हवा के सूचीबद्ध गुणों में परिवर्तन की समानता और कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता में वृद्धि, साथ ही इसकी सामग्री निर्धारित करने की सादगी, सार्वजनिक परिसर में हवा की गुणवत्ता और वेंटिलेशन की दक्षता के स्वच्छ मूल्यांकन के लिए इस संकेतक का उपयोग करना संभव बनाती है।

नाइट्रोजन और अन्य गैसें। नाइट्रोजन वायुमंडलीय वायु का मुख्य घटक है। शरीर में, यह रक्त और ऊतक द्रवों में घुली हुई अवस्था में होता है, लेकिन रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग नहीं लेता है।

वर्तमान में, यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि, बढ़े हुए दबाव की स्थिति में, वायु नाइट्रोजन जानवरों में न्यूरोमस्कुलर समन्वय का विकार, बाद में उत्तेजना और एक मादक अवस्था का कारण बनता है। शोधकर्ताओं ने गोताखोरों में समान घटनाएं देखीं। गोताखोरों की सांस लेने के लिए हीलियम-ऑक्सीजन मिश्रण का उपयोग नशे के स्पष्ट लक्षणों के बिना वंश की गहराई को 200 मीटर तक बढ़ाना संभव बनाता है।

विद्युत तड़ित के निर्वहन के दौरान और सूर्य की पराबैंगनी किरणों के प्रभाव में, हवा में थोड़ी मात्रा में अन्य गैसें बनती हैं। उनका स्वास्थ्यकर मूल्य अपेक्षाकृत छोटा है।

* गैसों के मिश्रण में गैस का आंशिक दबाव वह दबाव है जो एक गैस उत्पन्न करेगी यदि यह मिश्रण की पूरी मात्रा पर कब्जा कर ले।

हम सभी यह भलीभांति जानते हैं कि वायु के बिना पृथ्वी पर एक भी जीवित प्राणी जीवित नहीं रह सकता। वायु हम सभी के लिए महत्वपूर्ण है। बच्चों से लेकर वयस्कों तक हर कोई जानता है कि हवा के बिना जीवित रहना असंभव है, लेकिन हर कोई नहीं जानता कि हवा क्या है और इसमें क्या होता है। तो, हवा गैसों का मिश्रण है जिसे देखा या छुआ नहीं जा सकता है, लेकिन हम सभी अच्छी तरह से जानते हैं कि यह हमारे आसपास है, हालांकि हम व्यावहारिक रूप से इस पर ध्यान नहीं देते हैं। हमारी प्रयोगशाला में विभिन्न प्रकार के अनुसंधान करना संभव है।

हम हवा को तभी महसूस कर पाते हैं जब हमें तेज हवा का एहसास होता है या हम पंखे के पास होते हैं। वायु किससे बनी होती है, और इसमें नाइट्रोजन और ऑक्सीजन होती है, और केवल आर्गन, पानी, हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड का एक छोटा सा हिस्सा होता है। यदि हम वायु की संरचना को प्रतिशत के रूप में मानें तो नाइट्रोजन 78.08 प्रतिशत, ऑक्सीजन 20.94%, आर्गन 0.93 प्रतिशत, कार्बन डाइऑक्साइड 0.04 प्रतिशत, नियॉन 1.82 * 10-3 प्रतिशत, हीलियम 4.6 * 10-4 प्रतिशत, मीथेन 1.7 * 10-4 प्रतिशत, क्रिप्टन 1.14 * 10-4 प्रतिशत, हाइड्रोजन 5 * 10-5 प्रतिशत है। , क्सीनन 8. 7*10-6 प्रतिशत, नाइट्रस ऑक्साइड 5*10-5 प्रतिशत।

हवा में ऑक्सीजन की मात्रा बहुत अधिक है क्योंकि यह ऑक्सीजन ही है जो मानव शरीर के जीवन के लिए आवश्यक है। ऑक्सीजन, जो सांस लेने के दौरान हवा में देखी जाती है, मानव शरीर की कोशिकाओं में प्रवेश करती है, और ऑक्सीकरण प्रक्रिया में भाग लेती है, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा निकलती है, जो जीवन के लिए आवश्यक है। इसके अलावा, ऑक्सीजन, जो हवा में है, ईंधन जलाने के लिए भी आवश्यक है, जो गर्मी पैदा करता है, साथ ही आंतरिक दहन इंजन में यांत्रिक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए भी आवश्यक है।

द्रवीकरण के दौरान हवा से अक्रिय गैसें भी निकाली जाती हैं। हवा में कितनी है ऑक्सीजन प्रतिशत के हिसाब से देखें तो हवा में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन 98 फीसदी है. इस प्रश्न का उत्तर जानने पर एक और प्रश्न उठता है कि कौन से गैसीय पदार्थ अभी भी वायु का हिस्सा हैं।

तो, 1754 में, जोसेफ ब्लैक नाम के एक वैज्ञानिक ने पुष्टि की कि हवा में गैसों का मिश्रण होता है, न कि एक सजातीय पदार्थ, जैसा कि पहले सोचा गया था। पृथ्वी पर वायु की संरचना में मीथेन, आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, हीलियम, क्रिप्टन, हाइड्रोजन, नियॉन, क्सीनन शामिल हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि लोग जहां रहते हैं उसके आधार पर हवा का प्रतिशत थोड़ा भिन्न हो सकता है।

दुर्भाग्य से, बड़े शहरों में, उदाहरण के लिए, गांवों या जंगलों की तुलना में कार्बन डाइऑक्साइड का प्रतिशत अधिक होगा। सवाल उठता है कि पहाड़ों की हवा में कितने फीसदी ऑक्सीजन है. उत्तर सरल है, ऑक्सीजन नाइट्रोजन की तुलना में बहुत भारी है, इसलिए पहाड़ों में हवा में यह बहुत कम होगी, ऐसा इसलिए है क्योंकि ऊंचाई के साथ ऑक्सीजन का घनत्व कम हो जाता है।

हवा में ऑक्सीजन की दर

इसलिए, हवा में ऑक्सीजन के अनुपात के संबंध में, कुछ मानक हैं, उदाहरण के लिए, कार्य क्षेत्र के लिए। किसी व्यक्ति को पूरी तरह से काम करने में सक्षम होने के लिए हवा में ऑक्सीजन का मान 19 से 23 प्रतिशत तक होता है। उद्यमों में उपकरण संचालित करते समय, उपकरणों के साथ-साथ विभिन्न मशीनों की जकड़न की निगरानी करना अनिवार्य है। यदि, जिस कमरे में लोग काम करते हैं, वहां हवा का परीक्षण करते समय ऑक्सीजन संकेतक 19 प्रतिशत से नीचे है, तो कमरा छोड़ना और आपातकालीन वेंटिलेशन चालू करना अनिवार्य है। आप इकोटेस्टएक्सप्रेस प्रयोगशाला को आमंत्रित करके और शोध करके कार्यस्थल पर हवा में ऑक्सीजन के स्तर को नियंत्रित कर सकते हैं।

आइए अब परिभाषित करें कि ऑक्सीजन क्या है।

ऑक्सीजन मेंडेलीव के तत्वों की आवर्त सारणी का एक रासायनिक तत्व है, ऑक्सीजन में कोई गंध, कोई स्वाद, कोई रंग नहीं होता है। वायु में ऑक्सीजन मानव श्वसन के साथ-साथ दहन के लिए भी आवश्यक है, क्योंकि यह किसी से छिपा नहीं है कि यदि वायु न हो तो कोई भी पदार्थ नहीं जलेगा। ऑक्सीजन की संरचना में तीन स्थिर न्यूक्लाइड्स का मिश्रण शामिल है, जिनकी द्रव्यमान संख्या 16, 17 और 18 है।

तो, ऑक्सीजन पृथ्वी पर सबसे आम तत्व है, ऑक्सीजन के प्रतिशत के संबंध में, सबसे बड़ा प्रतिशत सिलिकेट्स में है, जो ठोस पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का लगभग 47.4 प्रतिशत है। इसके अलावा पूरी पृथ्वी के समुद्र और ताजे पानी में भारी मात्रा में ऑक्सीजन होती है, यानी 88.8 प्रतिशत, जबकि हवा में ऑक्सीजन की मात्रा की बात करें तो यह केवल 20.95 प्रतिशत है। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि ऑक्सीजन पृथ्वी की पपड़ी में 1500 से अधिक यौगिकों का हिस्सा है।

जहाँ तक ऑक्सीजन के उत्पादन की बात है, यह कम तापमान पर हवा को अलग करके प्राप्त किया जाता है। यह प्रक्रिया इस प्रकार होती है, शुरुआत में वे कंप्रेसर की मदद से हवा को संपीड़ित करते हैं, संपीड़ित करते समय हवा गर्म होने लगती है। संपीड़ित हवा को कमरे के तापमान तक ठंडा होने दिया जाता है, और ठंडा होने के बाद इसे स्वतंत्र रूप से फैलने दिया जाता है।

जब विस्तार होता है, तो गैस का तापमान तेजी से गिरना शुरू हो जाता है, हवा के ठंडा होने के बाद, इसका तापमान कमरे के तापमान से कई दस डिग्री कम हो सकता है, ऐसी हवा को फिर से संपीड़न के अधीन किया जाता है और जारी गर्मी को दूर ले जाया जाता है। वायु संपीड़न और शीतलन के कई चरणों के बाद, कई प्रक्रियाएं की जाती हैं जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध ऑक्सीजन बिना किसी अशुद्धता के अलग हो जाती है।

और यहां एक और सवाल उठता है कि भारी ऑक्सीजन या कार्बन डाइऑक्साइड क्या है। इसका उत्तर यह है कि निश्चित रूप से कार्बन डाइऑक्साइड ऑक्सीजन से भारी होगी। कार्बन डाइऑक्साइड का घनत्व 1.97 kg/m3 है, जबकि ऑक्सीजन का घनत्व 1.43 kg/m3 है। जहाँ तक कार्बन डाइऑक्साइड का सवाल है, जैसा कि यह पता चला है, यह पृथ्वी पर सभी जीवन के जीवन में मुख्य भूमिकाओं में से एक निभाता है, और प्रकृति में कार्बन चक्र पर भी प्रभाव डालता है। यह सिद्ध हो चुका है कि कार्बन डाइऑक्साइड श्वसन के नियमन के साथ-साथ रक्त परिसंचरण में भी शामिल है।

कार्बन डाइऑक्साइड क्या है?

अब आइए अधिक विस्तार से परिभाषित करें कि कार्बन डाइऑक्साइड क्या है, और कार्बन डाइऑक्साइड की संरचना को भी दर्शाते हैं। तो, कार्बन डाइऑक्साइड दूसरे शब्दों में कार्बन डाइऑक्साइड है, यह थोड़ी खट्टी गंध और स्वाद वाली एक रंगहीन गैस है। जहाँ तक हवा की बात है तो इसमें कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता 0.038 प्रतिशत है। कार्बन डाइऑक्साइड के भौतिक गुण यह हैं कि यह सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर तरल अवस्था में मौजूद नहीं होता है, लेकिन तुरंत ठोस अवस्था से गैसीय अवस्था में चला जाता है।

ठोस अवस्था में कार्बन डाइऑक्साइड को शुष्क बर्फ भी कहा जाता है। आज तक, कार्बन डाइऑक्साइड ग्लोबल वार्मिंग में भागीदार है। विभिन्न पदार्थों को जलाने से कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न होती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कार्बन डाइऑक्साइड के औद्योगिक उत्पादन में, इसे सिलेंडरों में पंप किया जाता है। सिलेंडरों में पंप की गई कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग अग्निशामक यंत्र के रूप में, साथ ही सोडा पानी के उत्पादन में किया जाता है, और इसका उपयोग वायवीय हथियारों में भी किया जाता है। और खाद्य उद्योग में एक परिरक्षक के रूप में भी।

साँस लेने और छोड़ने वाली हवा की संरचना

आइए अब ली गई और छोड़ी गई हवा की संरचना का विश्लेषण करें। सबसे पहले, आइए परिभाषित करें कि श्वास क्या है। साँस लेना एक जटिल सतत प्रक्रिया है जिसके द्वारा रक्त की गैस संरचना लगातार अद्यतन होती रहती है। जिस हवा में हम सांस लेते हैं उसकी संरचना 20.94 प्रतिशत ऑक्सीजन, 0.03 प्रतिशत कार्बन डाइऑक्साइड और 79.03 प्रतिशत नाइट्रोजन है। लेकिन साँस छोड़ने वाली हवा की संरचना में पहले से ही केवल 16.3 प्रतिशत ऑक्सीजन, 4 प्रतिशत कार्बन डाइऑक्साइड और 79.7 प्रतिशत नाइट्रोजन है।

यह देखा जा सकता है कि अंदर ली गई हवा, बाहर निकाली गई हवा से ऑक्सीजन की मात्रा के साथ-साथ कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में भिन्न होती है। ये वे पदार्थ हैं जो वह हवा बनाते हैं जो हम सांस लेते हैं और छोड़ते हैं। इस प्रकार, हमारा शरीर ऑक्सीजन से संतृप्त होता है और सभी अनावश्यक कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर छोड़ देता है।

सूखी ऑक्सीजन पानी की अनुपस्थिति के साथ-साथ उनके संघनन और स्पेस चार्ज में कमी के कारण फिल्मों के विद्युत और सुरक्षात्मक गुणों में सुधार करती है। इसके अलावा, सामान्य परिस्थितियों में शुष्क ऑक्सीजन सोने, तांबे या चांदी के साथ प्रतिक्रिया नहीं कर सकती है। आप हमारी प्रयोगशाला "इकोटेस्टएक्सप्रेस" सहित वायु या अन्य प्रयोगशाला अनुसंधान का रासायनिक विश्लेषण कर सकते हैं।

वायु उस ग्रह का वातावरण है जिस पर हम रहते हैं। और हमारे मन में हमेशा यह सवाल रहता है कि हवा का हिस्सा क्या है, इसका उत्तर बस गैसों का एक समूह है, जैसा कि पहले ही ऊपर वर्णित किया जा चुका है, हवा में कौन सी गैसें और किस अनुपात में हैं। जहाँ तक हवा में गैसों की मात्रा का सवाल है, यहाँ सब कुछ आसान और सरल है, हमारे ग्रह के लगभग सभी क्षेत्रों का प्रतिशत अनुपात समान है।

वायु की संरचना एवं गुण

वायु में न केवल गैसों का मिश्रण होता है, बल्कि विभिन्न एरोसोल और वाष्प भी होते हैं। हवा की प्रतिशत संरचना हवा में नाइट्रोजन से ऑक्सीजन और अन्य गैसों का अनुपात है। तो, हवा में कितनी ऑक्सीजन है, इसका सरल उत्तर केवल 20 प्रतिशत है। गैस की घटक संरचना, जहां तक ​​नाइट्रोजन का सवाल है, इसमें सभी हवा का शेर का हिस्सा होता है, और यह ध्यान देने योग्य है कि ऊंचे दबाव पर, नाइट्रोजन में मादक गुण होने लगते हैं।

इसका कोई छोटा महत्व नहीं है, क्योंकि जब गोताखोर काम करते हैं, तो उन्हें अक्सर भारी दबाव में गहराई पर काम करना पड़ता है। ऑक्सीजन के बारे में पहले ही बहुत कुछ कहा जा चुका है, क्योंकि यह हमारे ग्रह पर मानव जीवन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। ध्यान देने योग्य बात यह है कि किसी व्यक्ति द्वारा कम समय में बढ़ी हुई ऑक्सीजन वाली हवा अंदर लेने से उस व्यक्ति पर कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं पड़ता है।

लेकिन अगर कोई व्यक्ति लंबे समय तक बढ़े हुए ऑक्सीजन स्तर वाली हवा में सांस लेता है, तो इससे शरीर में रोग संबंधी परिवर्तन होंगे। हवा का एक अन्य मुख्य घटक, जिसके बारे में पहले ही बहुत कुछ कहा जा चुका है, कार्बन डाइऑक्साइड है, जैसा कि यह पता चला है, एक व्यक्ति इसके बिना ऑक्सीजन के बिना नहीं रह सकता है।

यदि पृथ्वी पर हवा नहीं होती, तो एक भी जीवित जीव हमारे ग्रह पर जीवित नहीं रह पाता, किसी तरह कार्य करना तो दूर की बात है। दुर्भाग्य से, आधुनिक दुनिया में, हमारी हवा को प्रदूषित करने वाली बड़ी संख्या में औद्योगिक सुविधाएं हाल ही में पर्यावरण की रक्षा करने के साथ-साथ हवा की शुद्धता की निगरानी करने की आवश्यकता पर जोर दे रही हैं। इसलिए, यह निर्धारित करने के लिए कि यह कितनी साफ है, बार-बार हवा का माप लिया जाना चाहिए। यदि आपको ऐसा लगता है कि आपके कमरे में हवा पर्याप्त रूप से साफ नहीं है और इसके लिए बाहरी कारक जिम्मेदार हैं, तो आप हमेशा इकोटेस्टएक्सप्रेस प्रयोगशाला से संपर्क कर सकते हैं, जो सभी आवश्यक परीक्षण (शोध) करेगी और आपके द्वारा सांस लेने वाली हवा की शुद्धता के बारे में निष्कर्ष देगी।

साँस लेना जीवन का एक अनिवार्य लक्षण है। हम जन्म से मृत्यु तक लगातार सांस लेते हैं। गहरी नींद के दौरान हम दिन-रात स्वास्थ्य और बीमारी की अवस्था में सांस लेते हैं।

मनुष्यों और जानवरों में, ऑक्सीजन भंडार सीमित हैं। इसलिए, शरीर को पर्यावरण से ऑक्सीजन की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता होती है। कार्बन डाइऑक्साइड, जो हमेशा चयापचय की प्रक्रिया में बनता है और बड़ी मात्रा में एक जहरीला यौगिक है, को भी शरीर से लगातार और लगातार निकाला जाना चाहिए।

साँस लेना एक जटिल सतत प्रक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप रक्त की गैस संरचना लगातार अद्यतन होती रहती है। यही इसका सार है.

मानव शरीर का सामान्य कामकाज तभी संभव है जब इसे लगातार उपभोग की जाने वाली ऊर्जा से भर दिया जाए। शरीर को जटिल कार्बनिक पदार्थों - प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकरण के माध्यम से ऊर्जा प्राप्त होती है। इसी समय, गुप्त रासायनिक ऊर्जा निकलती है, जो शरीर की कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि, उनके विकास और वृद्धि का स्रोत है। इस प्रकार, सांस लेने का महत्व शरीर में रेडॉक्स प्रक्रियाओं के इष्टतम स्तर को बनाए रखना है।

श्वसन की प्रक्रिया में, तीन कड़ियों को अलग करने की प्रथा है: बाहरी, या फुफ्फुसीय, श्वसन, रक्त द्वारा गैसों का परिवहन, और आंतरिक, या ऊतक, श्वसन।

बाह्य श्वसन शरीर और आसपास की वायुमंडलीय वायु के बीच गैसों का आदान-प्रदान है। बाह्य श्वसन को दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है - वायुमंडलीय और वायुकोशीय वायु के बीच गैसों का आदान-प्रदान और फुफ्फुसीय केशिकाओं के रक्त और वायुकोशीय वायु के बीच गैस विनिमय। बाह्य श्वसन तंत्र की सक्रियता के कारण बाह्य श्वसन होता है।

श्वसन तंत्र में वायुमार्ग, फेफड़े, फुस्फुस, छाती का कंकाल और मांसपेशियां और डायाफ्राम शामिल हैं। बाह्य श्वसन तंत्र का मुख्य कार्य शरीर को ऑक्सीजन प्रदान करना और अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड से मुक्त करना है। बाहरी श्वसन तंत्र की कार्यात्मक स्थिति का अंदाजा लय, गहराई, सांस लेने की आवृत्ति, फेफड़ों की मात्रा के मूल्य, ऑक्सीजन ग्रहण और कार्बन डाइऑक्साइड रिलीज के संकेतक आदि से लगाया जा सकता है।

गैसों का परिवहन रक्त द्वारा होता है। यह उनके मार्ग में गैसों के आंशिक दबाव (वोल्टेज) में अंतर द्वारा प्रदान किया जाता है: फेफड़ों से ऊतकों तक ऑक्सीजन, कोशिकाओं से फेफड़ों तक कार्बन डाइऑक्साइड।

आंतरिक या ऊतक श्वसन को भी दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है। पहला चरण रक्त और ऊतकों के बीच गैसों का आदान-प्रदान है। दूसरा है कोशिकाओं द्वारा ऑक्सीजन की खपत और उनके द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का निकलना (सेलुलर श्वसन)।

साँस ली गई, छोड़ी गई और वायुकोशीय वायु की संरचना

एक व्यक्ति वायुमंडलीय वायु में सांस लेता है, जिसकी संरचना निम्नलिखित है: 20.94% ऑक्सीजन, 0.03% कार्बन डाइऑक्साइड, 79.03% नाइट्रोजन। साँस छोड़ने वाली हवा में 16.3% ऑक्सीजन, 4% कार्बन डाइऑक्साइड, 79.7% नाइट्रोजन होती है।

साँस छोड़ने वाली हवा की संरचना स्थिर नहीं है और चयापचय की तीव्रता के साथ-साथ सांस लेने की आवृत्ति और गहराई पर निर्भर करती है। जैसे ही आप अपनी सांस रोकते हैं या कुछ गहरी सांस लेते हैं, बाहर निकलने वाली हवा की संरचना बदल जाती है।

साँस लेने और छोड़ने वाली हवा की संरचना की तुलना बाहरी श्वसन के अस्तित्व के प्रमाण के रूप में कार्य करती है।

वायुकोशीय वायु की संरचना वायुमंडलीय वायु से भिन्न होती है, जो काफी स्वाभाविक है। एल्वियोली में, वायु और रक्त के बीच गैसों का आदान-प्रदान होता है, जबकि ऑक्सीजन रक्त में फैलती है, और कार्बन डाइऑक्साइड रक्त से बाहर फैलती है। परिणामस्वरूप, वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन की मात्रा तेजी से कम हो जाती है और कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा बढ़ जाती है। वायुकोशीय वायु में व्यक्तिगत गैसों का प्रतिशत: 14.2-14.6% ऑक्सीजन, 5.2-5.7% कार्बन डाइऑक्साइड, 79.7-80% नाइट्रोजन। वायुकोशीय वायु संरचना और साँस छोड़ने वाली वायु से भिन्न होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि साँस छोड़ने वाली हवा में एल्वियोली और हानिकारक स्थान से गैसों का मिश्रण होता है।

वायुमंडल पृथ्वी की सतह का एक वायु कवच है, जिसमें गैसों का मिश्रण होता है, जिसका घनत्व अलग-अलग ऊंचाई पर अलग-अलग होता है। यह परिस्थिति गुरुत्वाकर्षण के कारण है। जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह से दूर जाते हैं, वायु आवरण का घनत्व कम होता जाता है और अंततः अंतरतारकीय अंतरिक्ष के घनत्व के बराबर हो जाता है।

वायु आवरण की संरचना में सबसे अधिक नाइट्रोजन होती है, उसके बाद ऑक्सीजन, फिर कार्बन डाइऑक्साइड और कई तथाकथित तटस्थ गैसें (आर्गन, नियॉन, हीलियम, आदि) होती हैं। हवा में जलवाष्प की मात्रा भी अलग-अलग होती है। अंत में, कभी-कभी बाहरी हवा में ओजोन और हाइड्रोजन पेरोक्साइड होते हैं, जो, हालांकि, हवा की गैस संरचना में अस्थायी अशुद्धियाँ हैं। अंदर ली गई (वायुमंडलीय) और छोड़ी गई हवा की संरचना का अंदाजा चित्र से लगाया जा सकता है। 1.

चावल। 1. साँस लेने और छोड़ने वाली हवा की रासायनिक संरचना।

आरेख से यह देखा जा सकता है कि साँस छोड़ने वाली हवा की संरचना साँस ली गई हवा की संरचना से काफी भिन्न होती है। यदि साँस लेने वाली हवा में ऑक्सीजन की मात्रा 20.94% है, तो साँस छोड़ने वाली हवा में लगभग 15-16% रहती है, इसलिए कमी लगभग 25% है। नाइट्रोजन का मात्रात्मक अनुपात लगभग समान रहता है। कार्बन डाइऑक्साइड सबसे अधिक ध्यान देने योग्य परिवर्तनों से गुजरता है, जिसकी मात्रा साँस ली गई हवा में 0.03-0.04% से बढ़कर साँस छोड़ने वाली हवा में 4% हो जाती है, यानी यह 100 गुना बढ़ जाती है। साँस छोड़ने वाली हवा भी अपने भौतिक गुणों में भिन्न होती है: इसका तापमान काफी बढ़ जाता है (38 ° तक), और सापेक्ष आर्द्रता 100% तक पहुँच जाती है। पूर्वगामी से, यह स्पष्ट है कि साँस छोड़ने वाली हवा में प्रतिकूल रासायनिक संरचना और भौतिक गुण होते हैं, और चूंकि गहन कार्य के दौरान फेफड़े 350-450 से 3800 एल / घंटा हवा से गुजरते हैं, यह स्पष्ट हो जाता है कि ऐसी हवा (यदि ताजी हवा का प्रवाह नहीं है) क्यों किसी व्यक्ति की भलाई में गड़बड़ी पैदा कर सकती है और उसके स्वास्थ्य पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकती है।

आइए हम वायु मिश्रण की गैस संरचना के व्यक्तिगत अवयवों के शारीरिक और स्वास्थ्यकर महत्व पर अधिक विस्तार से ध्यान दें।

जीव के जीवन में ऑक्सीजन सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। ऑक्सीजन के साथ ऊतकों की अपर्याप्त आपूर्ति जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि में गड़बड़ी का कारण बनती है, जो तब प्रकट होती है जब साँस की हवा में ऑक्सीजन की मात्रा 7-8% तक कम हो जाती है। एक और कमी अधिक गंभीर परिणामों की ओर ले जाती है, और एक स्पष्ट ऑक्सीजन भुखमरी के साथ, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को नुकसान के कारण मृत्यु हो जाती है, जिसे विशेष रूप से ऑक्सीजन की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता होती है (विशेष रूप से, श्वसन केंद्र के पक्षाघात के परिणामस्वरूप)।

वायु पर्यावरण में ऑक्सीजन चक्र हर समय चलता रहता है। इस गैस की भारी मात्रा लोगों और जानवरों के श्वसन, ईंधन के दहन, कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण आदि से खपत होती है। ऑक्सीजन की यह निरंतर खपत मुख्य रूप से पौधों के हरे क्लोरोफिल भागों द्वारा जारी होने के कारण बहाल होती है, जो सौर विकिरण के प्रभाव में, हवा में कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करती है और नमी की उपस्थिति में, इसे ऑक्सीजन के निर्माण के साथ विघटित करती है। इस संतुलन के कारण, वायुमंडलीय हवा में ऑक्सीजन की सांद्रता शायद ही बदलती है (परिवर्तन केवल 0.1-0.2% तक पहुंचता है)। यह इस तथ्य को स्पष्ट करता है कि व्यावहारिक रूप से मानव जीवन की सामान्य परिस्थितियों में ऑक्सीजन की कोई कमी नहीं होती है। एकमात्र अपवाद ऐसी स्थितियां हैं जब ऑक्सीजन की पहुंच सीमित होती है (उदाहरण के लिए, गहरी खदानों, पनडुब्बियों आदि में), और तब भी जब, प्राकृतिक परिस्थितियों के कारण, हवा में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव काफी कम हो जाता है (समुद्र तल से 2000 मीटर से अधिक की पहाड़ी ऊंचाई पर; समुद्र, जब उच्च ऊंचाई पर उड़ान भरते हैं)। हालाँकि, इन मामलों में, मानव शरीर, प्रतिपूरक तंत्र (फुफ्फुसीय वेंटिलेशन की मात्रा में वृद्धि, लाल रक्त कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि) का उपयोग करके, निश्चित रूप से, कुछ सीमाओं के भीतर, ऑक्सीजन के आंशिक दबाव में इस तरह की कमी को अनुकूलित करने में सक्षम है।